高中数学单元测试(圆)
新版精选2019高中数学单元测试《平面解析几何初步》模拟考核题(含答案)
2019年高中数学单元测试卷平面解析几何初步学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________一、选择题1．已知圆O 的半径为1，PA 、PB 为该圆的两条切线，A 、B 为两切点，那么PA PB ∙的最小值为（ ）(A) 4-+ (B)3- (C) 4-+ (D)3-+ （2010全国1理11）二、填空题2．若圆222410x y x y ++-+=关于直线2ax －by ＋2＝0（a ，b ∈R ）对称，则ab 的取值范围是 ．3．过定点（1，2）作两直线与圆2222150x y kx y k ++++-=相切，则k 的所有的值组成的集合A=4．直线x ＋2y －2＝0与直线2x －y ＝0的位置关系为 ▲ ．（填“平行”或“垂直”）5．若(3,2),(7,6)P Q --，则线段PQ 的中点坐标为________，PQ =______，线段PQ 的垂直平分线的方程为____________6．经过点(4,1)且在两坐标轴上的截距相等的直线方程为_________7．已知圆22x y m +=与圆2268110x y x y ++--=相交，则实数m 的取值范围为 ．8．已知方程222(2)20a x a y ax a ++++=表示的曲线是圆，则实数a 的值是 ．9．已知点)15,2(),5,3(B A -，在直线0443:=+-y x l 上求一点P ，使PB PA +最小.10．过直线x y l 2:=上一点P 作圆()()218:22=-+-y x C 的切线21,l l ，若21,l l 关于直线l 对称，则点P 到圆心C 的距离为 。
【解答】根据平面几何知识可知，因为直线21,l l 关于直线l 对称，所以直线21,l l 关于直线PC 对称并且直线PC 垂直于直线l ，于是点P 到点C 的距离即为圆心C 到直线l 的距离，d ==。
高中数学选修一直线与圆单元测试卷
高中数学选修一直线与圆单元测试卷题目一：（选择题）1. 设直线L过点A(3,2)，斜率为3/2，则直线L的解析式为：A. y = 3/2x + 1B. y = 2/3x + 1C. y = 3/2x - 1D. y = 2/3x - 12. 设直线L过点A(2,1)和点B(-3,5)，则直线L的斜率为：A. 3/7B. -7/3C. -4/5D. 5/43. 设直线L过点A(4,1)且垂直于直线y = 2x - 3，则直线L的解析式为：A. y = -1/2x + 3B. y = -1/2x - 5C. y = 2x - 7D. y = -2x + 7题目二：（填空题）1. 设直线L过点A(2,3)和点B(-1,-4)，则直线L的斜率为__________。
2. 设直线L过点A(5,2)且平行于直线y = 3x - 5，则直线L的解析式为__________。
3. 设直线L过点A(-2,3)且垂直于直线y = -2x + 4，则直线L 的解析式为__________。
题目三：（解答题）1. 两条直线分别为L1：2x - 3y + 4 = 0和L2：x + 5y - 7 = 0，求直线L1和直线L2的交点坐标。
2. 圆C的圆心为(2,-1)，半径为3。
求证直线y = 2x + 1与圆C 有且仅有一个交点，并求出该交点坐标。
3. 直线L过点A(1,2)且垂直于直线y = -3x + 5，求直线L的解析式。
参考答案：题目一：1. A2. C3. B题目二：1. -7/32. y = 3x - 133. y = 1/2x + 4题目三：1. 直线L1和直线L2的交点坐标为(-11/13, -1/13)。
2. a) 将直线代入圆的方程，得到4x^2 + y^2 - 8x + 2y + 3 = 0b) 解该方程得到唯一解为(2,3)。
3. 直线L的解析式为 y = 1/3x + 5/3。
高中数学第二章-直线与圆单元测试(提升卷)(原卷版)
第二章直线与圆单元过关检测能力提高B 版 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．已知直线l 过点()1,2P -且与线段AB 的延长线有公共点，若()2,3A --，()3,0B ，则直线l 的斜率的取值范围是（ ）A ．1,52⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B ．13,25⎛⎤- ⎥⎝⎦C ．13,25⎛⎫- ⎪⎝⎭D ．[)1,5,2⎛⎤-∞-+∞ ⎥⎝⎦2．已知,a b 满足21a b +=，则直线30ax y b ++=必过定点（ ）A ．1,23⎛⎫- ⎪⎝⎭ B ．11,26⎛⎫ ⎪⎝⎭ C ．11,26⎛⎫- ⎪⎝⎭ D ．12,3⎛⎫- ⎪⎝⎭3．若动点()()1122,,,A x y B x y 分别在直线1:70l x y +-=和2:50l x y +-=上移动，则AB 中点M 到原点距离的最小值为( )A ．32B ．23C ．33D ．424．圆22:4440C x y x y ++-+=关于直线20x y -+=对称的圆的方程是（ ）A ．224x y +=B ．22(2)(2)4-++=x yC ．22(2)4x y -+=D ．22(2)4x y ++=5．若对圆22(1)(1)1x y -+-=上任意一点(,)P x y ，34349x y a x y -++--的取值与x ，y 无关，则实数a 的取值范围是( )A ．4a ≤B ．46a -≤≤C ．4a ≤或6a ≥D ．6a ≥6．我们把顶角为36︒的等腰三角形称为黄金三角形．．．．．．其作法如下：①作一个正方形ABCD ；②以AD 的中点E 为圆心，以EC 长为半径作圆，交AD 延长线于F ；③以D 为圆心，以DF 长为半径作⊙D ；④以A 为圆心，以AD 长为半径作⊙A 交⊙D 于G ，则ADG ∆为黄金三角形．根据上述作法，可以求出cos36︒=ABCD7．阿波罗尼斯是古希腊著名数学家，与欧几里得、阿基米德并称为亚历山大时期数学三巨匠，他对圆锥曲线有深刻而系统的研究，主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书，阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一，指的是：已知动点M 与两定点Q 、P 的距离之比||||MQ MP λ=(0,1)λλ>≠，那么点M 的轨迹就是阿波罗尼斯圆.已知动点M 的轨迹是阿波罗尼斯圆，其方程为221x y +=，定点Q 为x 轴上一点，1,02P ⎛⎫- ⎪⎝⎭且2λ=，若点(1,1)B ，则2||||MP MB +的最小值为（ ） ABCD8．数学家欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理：三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上，且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半，这条直线被后人称之为三角形的欧拉线.已知ABC ∆的顶点为A (0,0)，B (4,0)，(C ，则该三角形的欧拉线方程为( )A0y --=B．0x -= C20y --=D．20x --=二、多选题9．下列说法错误的是（ ）A ．“1a =-”是“直线210a x y -+=与直线20x ay --=互相垂直”的充要条件B ．直线sin 20x y α++=的倾斜角θ的取值范围是30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭ C ．过()11,x y ，()22,x y 两点的所有直线的方程为112121y y x x y y x x --=-- D ．经过点(1,1)且在x 轴和y 轴上截距都相等的直线方程为20x y +-=10．已知圆22111:0M x y D x E y F ++++=与圆22222:0N x y D x E y F ++++=的圆心不重合，直线()()121212:0l D D x E E y F F -+-+-=．下列说法正确的是（ ）A ．若两圆相交，则l 是两圆的公共弦所在直线B ．直线l 过线段MN 的中点C ．过直线l 上一点P （在两圆外）作两圆的切线，切点分别为A ，B ，则PA PB =D ．直线l 与直线MN 相互垂直 11．以下四个命题表述正确的是（ ）A ．直线()()34330m x y m m R ++-+=∈恒过定点()3,3--B ．圆224x y +=上有且仅有3个点到直线:20l x y -+=的距离都等于1C ．曲线22120C :x y x ++=与曲线222480C :x y x y m +--+=恰有三条公切线，则4m =D ．已知圆22:4C x y +=，点P 为直线142x y +=上一动点，过点P 向圆C 引两条切线PA 、PB ，A 、B 为切点，则直线AB 经过定点(1,2) 12．已知圆22:5,,O x y A B +=为圆O 上的两个动点，且2,AB M =为弦AB 的中点()22,C a ，()22,2D a +.当,A B 在圆O 上运动时，始终有CMD ∠为锐角，则实数a 的可能取值为（ ） A ．-3B ．-2C ．0D ．1三、填空题13．已知直线l ：y x b =+被圆C ：22(3)(2)6x y -+-=截得的弦长等于该圆的半径，则b =______．14．在平面直角坐标系中，若直线l 与圆221:1C x y +=和圆()()222:525249C x y -+-=都相切，且两个圆的圆心均在直线l 的下方，则直线l 的斜率为__________．15．如图，O 是坐标原点，圆O 的半径为1，点A （-1，0），B （1，0），点P ，Q 分别从点A ，B 同时出发，圆O 上按逆时针方向运动.若点P 的速度大小是点Q 的两倍，则在点P 运动一周的过程中，AP AQ ⋅的最大值是_______.16．以三角形边BC ，CA ，AB 为边向形外作正三角形BCA '，CAB '，ABC '，则AA '，BB '，CC '三线共点，该点称为ABC 的正等角中心．当ABC 的每个内角都小于120º时，正等角中心点P 满足以下性质：（1）120APB APC BPC ；（2）正等角中心是到该三角形三个顶点距离之和最小的点（也即费马点）．由以上性质得222222(1)(1)(2)x y x y x y +-++++-+的最小值为_________四、解答题 17．已知P 是直线3480x y ++=上的动点，PA 、PB 是圆22:2210C x y x y +--+=的两条切线，A 、B 是切点.（1）求四边形PACB 面积的最小值；（2）直线上是否存在点P ，使60BPA ︒∠=？若存在，求出P 点的坐标；若不存在，说明理由.18．已知直线20x y -+=和圆22:8120C x y x +-+=，过直线上的一点()00,P x y 作两条直线PA ，PB与圆C 相切于A ，B 两点.（1）当P 点坐标为()2,4时，求以PC 为直径的圆的方程，并求直线AB 的方程；（2）设切线PA 与PB 的斜率分别为1k ，2k ，且127k k ⋅=-时，求点P 的坐标.19．已知()0,3A ，,B C 为222(0)x y r r +=>上三点.（1）求r 的值；（2）若直线BC 过点(0，2)，求ABC 面积的最大值；（3）若D 为曲线22(1)4(3)x y y ++=≠-上的动点，且AD AB AC =+，试问直线AB 和直线AC 的斜率之积是否为定值？若是，求出该定值；若不是，说明理由.20．已知两个定点(0,4)A ，(0,1)B ， 动点P 满足||2||PA PB =，设动点P 的轨迹为曲线E ，直线l ：4y kx =-.（1）求曲线E 的轨迹方程；（2）若l 与曲线E 交于不同的C 、D 两点，且120COD ∠=︒ (O 为坐标原点)，求直线l 的斜率； （3）若1k =，Q 是直线l 上的动点，过Q 作曲线E 的两条切线QM 、QN ，切点为M 、N ，探究：直线MN 是否过定点，若存在定点请写出坐标，若不存在则说明理由.21．如图，已知圆22:1O x y +=，点(),4P t 为直线4y =上一点，过点P 作圆O 的切线，切点分别为,M N .（Ⅰ）已知1t =，求切线的方程；（Ⅱ）直线MN 是否过定点?若是，求出定点坐标，若不是，请说明理由；（Ⅲ）若1t >，两条切线分别交y 轴于点,A B ，记四边形PMON 面积为1S ，三角形PAB 面积为2S ，求12S S ⋅的最小值.22．已知圆22:1O x y +=和点()1,4M --.（1）过点M 向圆O 引切线，求切线的方程；（2）求以点M 为圆心，且被直线212y x =-截得的弦长为8的圆M 的方程；（3）设P 为（2）中圆M 上任意一点，过点P 向圆O 引切线，切点为Q ，试探究：平面内是否存在一定点R ，使得PQ PR为定值？若存在，请求出定点R 的坐标，并指出相应的定值；若不存在，请说明理由.高考数学：试卷答题攻略一、“六先六后”，因人因卷制宜。
高中数学选择性必修一第二章 直线与圆单章末检测B- (解析版)
2020-2021年高二数学选择性必修一尖子生同步培优题典第二章 直线与圆 单元测试B 解析版学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注：本检测满分150分，用时120分钟。
其中8道单选题，4道多选题，4道填空题，6道解答题。
一、单选题（共8小题，每小题5分，满分40分）1．设(2,2)A -，(1,1)B ，若直线:10l ax y ++=与线段AB 有交点，则a 的取值范围是（ ）． A ．3,[2,)2⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦B ．3,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C ．3(,2],2⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭D ．32,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【答案】C 【解析】 【分析】直线:10l ax y ++=恒过定点(0,1)P -，若直线:10l ax y ++=与线段AB 有交点，可知直线l 的斜率介于直线PA 的斜率与直线PB 的斜率之间，解不等式即可. 【详解】由10ax y ++=得，1y ax =--，因此直线l 过定点(0,1)P -，且斜率k a =-．如图所示，当直线l 由直线PA 按顺时针方向旋转到直线PB 的位置时，符合题意．易得1(1)210PB k --==-，2(1)3202PA k --==---．结合图形知，2a -或32a --，解得2a ≤-或32a ．故选：C 【点睛】本题主要考查了直线的斜率公式，考查了直线的交点问题，体现了数形结合的思想，属于基础题. 2．直线0ax y a ++＝与直线0x ay a ++＝在同一坐标系中的图象可能是（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】D 【解析】 【分析】根据a 的符号，分类讨论，利用数形结合思想和排除法能求出结果． 【详解】直线ax +y +a ＝0与直线x +ay +a ＝0不可能平行，故B 错误；当a ＞0时，直线ax +y +a ＝0是减函数，直线x +ay +a ＝0是减函数，故A 错误；当a ＜0时，直线ax +y +a ＝0是增函数，与y 轴交于正半轴，直线x +ay +a ＝0是增函数，与y 轴交于负半轴，故C 错误．综上，正确答案是a ＞0，直线ax +y +a ＝0与直线x +ay +a ＝0在同一坐标系中的图象可能是D ． 故选D ． 【点睛】本题考查函数图象的判断，考查直线的图象与性质等基础知识，考查运算求解能力，是基础题． 3．无论a 取何实数，直线210ax y a --+=恒过（ ） A ．第一象限 B ．第二象限C ．第三象限D ．第四象限【答案】A 【解析】 【分析】将直线化为点斜式，求出直线恒过定点即可得解； 【详解】解：将直线方程化为点斜式为1(2)y a x -=-，可知直线恒过定点(2,1)，因为点(2,1)在第一象限，所以直线恒过第一象限．【点睛】本题考查直线过定点问题，属于基础题.4．经过点()1,1M 且在两坐标轴上截距相等的直线是（ ） A ．2x y += B ．1x y +=C ．2x y +=或y x =D ．1x =或1y =【答案】C 【解析】 【分析】当直线过原点时，斜率为1，由点斜式求得直线的方程，当直线不过原点时，设直线的方程是：1x ya a+=，把点M （1，1）代入方程求得a 值,即可得直线方程. 【详解】当直线过原点时，斜率为1，由点斜式求得直线的方程是 y-1=x-1，即y=x ； 当直线不过原点时，设直线的方程是：1x ya a+=，把点M （1，1）代入方程得 a=2，直线的方程是 x+y=2． 综上，所求直线的方程为y=x 或x+y=2 故选C. 【点睛】本题考查了直线的点斜式与截距式方程；明确直线方程的各种形式及各自的特点，是解答本题的关键；本题易错点是易忽略直线过原点时的情况.5．若动点()()1122,,,A x y B x y 分别在直线1:70l x y +-=和2:50l x y +-=上移动，则AB 中点M 到原点距离的最小值为( )A ．B ．C ．D ．【答案】A 【解析】 【分析】先求AB 中点M 所在的直线方程，再求原点到直线的距离得解. 【详解】点M 一定在直线7502x y ++-=，即60x y +-=，∴M=故选：A本题主要考查点的轨迹问题，考查点到直线的距离，意在考查学生对这些知识的掌握水平和分析推理能力.注意夹在两条平行直线120,0ax by c ax by c ++=++=正中间的平行线方程为1202c c ax by +++=. 6．已知圆221:(1)(1)1C x y ++-=，圆2C 与圆1C 关于直线10x y --=对称，则圆2C 的方程为（ ） A ．22(2)(2)1x y -++= B ．22(2)(2)1x y ++-= C ．22(2)(2)1x y -+-= D ．22(2)(1)1x y -+-=【答案】A 【解析】 【分析】设圆2C 的圆心为2(,)C a b ，解方程组111022111a b b a -+⎧--=⎪⎪⎨-⎪=-⎪+⎩得22a b =⎧⎨=-⎩，即得解.【详解】圆1C 的圆心为1(1,1)C -，设圆2C 的圆心为2(,)C a b ，依题意得111022111a b b a -+⎧--=⎪⎪⎨-⎪=-⎪+⎩，解得22a b =⎧⎨=-⎩，又圆2C 的半径与圆1C 的半径相等， 所以圆2C 的方程为22(2)(2)1x y -++=. 故选：A . 【点睛】本题主要考查圆的方程的求法，考查点线点对称，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.7．我们把顶角为36︒的等腰三角形称为黄金三角形．．．．．．其作法如下：①作一个正方形ABCD ；②以AD 的中点E 为圆心，以EC 长为半径作圆，交AD 延长线于F ；③以D 为圆心，以DF 长为半径作⊙D ；④以A 为圆心，以AD 长为半径作⊙A 交⊙D 于G ，则ADG ∆为黄金三角形．根据上述作法，可以求出cos36︒=A ．514B ．514C ．534D ．534【答案】B 【解析】不妨假设2AD =，则151DG DF EC ==-=，故2222(51)51cos36⨯--+︒==,选B . 8．已知点P ，Q 分别在直线1:20l x y ++=与直线2:10l x y +-=上，且1PQ l ⊥，点()3,3A --，31,22B ⎛⎫⎪⎝⎭，则AP PQ QB ++的最小值为（）．A 130B 3213C 13D ．32【答案】B 【解析】 【分析】 设33,22A ⎛⎫'--⎪⎝⎭，则四边形AA QP '为平行四边形，故而AP PQ QB ++就是322A Q QB '++的最小值，又322A Q QB '++的最小值就是322A B '+. 【详解】因为112,P l l l Q ⊥，故()213222PQ --==， 1AA k '=，故1AA l '⊥，所以A P A Q '，又322AA '=，所以AA PQ '=，故四边形AA QP '为平行四边形， 322AP PQ QB A Q QB '++=++， 因为13A Q QB A B ''+≥=,,A Q B '三点共线时等号成立，AP PQ QB ++32132，选B .【点睛】本题考查坐标平面中线段和的最值，注意利用几何性质把问题转化为一个动点（在直线上）与两个定点之间的连线段的和的最值，这类问题属于中档题.二、多选题（共4小题，每小题5分，满分20分；选漏得3分，选错得0分） 9．下列说法错误的是（ ）A ．“1a =-”是“直线210a x y -+=与直线20x ay --=互相垂直”的充要条件B ．直线sin 20x y α++=的倾斜角θ的取值范围是30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭C ．过()11,x y ，()22,x y 两点的所有直线的方程为112121y y x x y y x x --=--D ．经过点(1,1)且在x 轴和y 轴上截距都相等的直线方程为20x y +-= 【答案】ACD 【解析】 【分析】对于A ．根据直线垂直的等价条件进行判断；对于B ．根据直线斜率以及正切函数的图象和性质进行判断；对于C ．当直线和坐标轴平行时，不满足条件；对于D ．过原点的直线也满足条件． 【详解】解：对于A ．当0a =，两直线方程分别为1y =和2x =，此时也满足直线垂直，故A 错误，对于B ．直线的斜率sin k α=-，则11k -，即1tan 1θ-，则[0θ∈，3][,)44πππ，故B 正确，对于C ．当12x x =，或12y y =，时直线方程为1x x =，或1y y =，此时直线方程不成立，故C 错误， 对于D ．若直线过原点，则直线方程为y x =，此时也满足条件，故D 错误， 故选：ACD ． 【点睛】本题主要考查命题的真假判断，涉及直线方程，直线斜率以及直线垂直的位置关系的判断，难度不大． 10．在平面直角坐标系x O y 中，已知点A (﹣4，0)，点B 是圆C ：22(2)4x y -+=上任一点，点P 为AB 的中点，若点M 满足MA 2＋MO 2＝58，则线段PM 的长度可能为（ ） A ．2 B ．4 C ．6 D ．8【答案】BC 【解析】 【分析】首先求出点PP 的轨迹方程，再设点M 求出其轨迹方程，再利用两圆的位置关系判断即可 【详解】设(),P x y ,点P 为AB 的中点，所以()24,2B x y +，代入圆C ：22(2)4x y -+=，可得：22(242)(2)4x y +-+=，整理得：点P 的轨迹方程为：()2211x y ++=设(),M x y 则()()222222458225x y x y x y ++++=∴++=，则易知当两圆心和PM 共线时取得最大值和最小值37PM ≤≤ 故选：BC. 【点睛】本题考查圆的轨迹方程，考查两圆间的位置关系，考查两点间的距离最值，求得P 与M 的轨迹方程是解题关键，是中档题11．已知圆22111:0M x y D x E y F ++++=与圆22222:0N x y D x E y F ++++=的圆心不重合，直线()()121212:0l D D x E E y F F -+-+-=．下列说法正确的是（ ）A ．若两圆相交，则l 是两圆的公共弦所在直线B ．直线l 过线段MN 的中点C ．过直线l 上一点P （在两圆外）作两圆的切线，切点分别为A ，B ，则PA PB =D ．直线l 与直线MN 相互垂直 【答案】ACD 【解析】 【分析】A.直接利用两圆方程相减得到公共弦所在直线方程判断；B. 表示出线段MN 的中点判断是否在直线l 上即可；C.由切线长定理判断；D. 利用直线的斜率判断. 【详解】A. 联立两圆方程得：111222D x E y F D x E y F ++=++整理得：()()1212120D D x E E y F F -+-+-=，为两圆的公共弦所在直线，故正确；B. 设圆M 的半径为1r ，圆N 的半径为2r ，11,22DE M ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,22,22D E N ⎛⎫-- ⎪⎝⎭，线段MN 的中点为1212,44D D E E ++⎛⎫-- ⎪⎝⎭，则()()121212121244D D E E D D E E F F ++⎛⎫⎛⎫--+--+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭222212121244D DE EF F --=--+-，222222222111224444D E F D E F r r +-+-=-=-，所以当两圆半径相等时成立，故错误；C.设()00,P x y ，则()()120120120D D x E E y F F -+-+-=，由切线长定理得：22222211100101014||||4D E F PA PM x y D x E y F +-=-=++++，22222222200202024||||4D E F PB PN x y D x E y F =+--=++++，所以22||0PA PB -=，即PA PB =，故正确； D. 因为11,22D E M ⎛⎫-- ⎪⎝⎭，22,22DE N ⎛⎫-- ⎪⎝⎭，所以直线MN 的斜率21121E E k D D -=-，直线l 的斜率为21221D D kE E -=-，则121k k =-，所以l 直线MN 相互垂直，故正确； 故选：ACD 【点睛】本题主要考查圆与圆的位置关系，直线与圆的位置关系，切线长定理，还考查了转化求解问题的能力，属于中档题.12．以下四个命题表述正确的是（ ）A ．直线()()34330m x y m m R ++-+=∈恒过定点()3,3--B ．圆224x y +=上有且仅有3个点到直线:0l x y -+=的距离都等于1C ．曲线22120C :x y x ++=与曲线222480C :x y x y m +--+=恰有三条公切线，则4m =D ．已知圆22:4C x y +=，点P 为直线142x y+=上一动点，过点P 向圆C 引两条切线PA 、PB ，A 、B 为切点，则直线AB 经过定点(1,2) 【答案】BCD 【解析】 【分析】A.将直线方程进行重新整理，利用参数分离法进行求解即可；B.根据圆心到直线的距离与半径的关系可判断；C.通过题意可得两圆相切，则两圆心的距离为半径和，即可求得m 的值；D.设出点P ，求出以线段PC 为直径的圆Q 的方程，题中的切点A 、B 为圆Q 与圆C 的交点，将两圆作差求出公共弦的方程，即可发现直线AB 经过的定点. 【详解】解：A.直线()()34330m x y m m R ++-+=∈得(3)3430m x x y +++-=，由303430x x y +=⎧⎨+-=⎩，得33x y =-⎧⎨=⎩，即直线恒过定点()3,3-，故A 错误；B. 圆心(0,0)C到直线:0l x y -=的距离1d =，圆的半径2r，故圆C 上有3个点到直线l 的距离为1，故B 正确；C. 曲线22120C :x y x ++=，即()2211x y ++=，曲线222480C :x y x y m +--+=，即()()222420x y m -+-=-，51==，解得4m =，故C 正确；D. 因为点P 为直线142x y+=上一动点，设点(42,)P t t -， 圆22:4C x y +=的圆心为(0,0)C ，以线段PC 为直径的圆Q 的方程为(42)()0x t x y t y -++-=， 即22(24)0x t x y ty +-+-=故直线圆Q 与圆C 的公共弦方程为：2222(24)()04x t x y ty x y +-+--+=-，即(24)40t x ty --+=，此直线即为直线AB ，经验证点(1,2)在直线(24)40t x ty --+=上，即直线AB 经过定点(1,2)，故D 正确. 故选BCD. 【点睛】本题考查直线与圆，圆与圆的位置关系，可灵活应用以下结论解题：（1）圆2211110C :x y E x F y D ++++=与圆2222220C :x y E x F y D ++++=的公共弦方程为：()22221112220x y E x F y D x y E x F y D ++++-++++=；（2）以点1122(,),(,)A x y B x y 的连线为直径的圆的方程为：()()()()12120x x x x y y y y --+--=.三、填空题（共4小题，每小题5分，满分20分）13．已知直线220x y +-=与圆22)4x a y -+=（相交，且直线被圆所截得的弦长为a =______.【答案】2± 【解析】 【分析】由几何法求圆的弦长的方法求得圆心到直线的距离，再由点到直线的距离公式可求得答案． 【详解】因为圆22)4x a y -+=（的圆心为()0a ，，半径为2，所以圆心(),0a 到直线220x y +-=的距离为2223212⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭， 则215a -=，解得25a =±.故答案为：25±．【点睛】本题考查运用几何法求圆的弦长，以及点到直线的距离的公式的应用，属于基础题．14．已知圆C 1：x 2＋y 2＋4ax ＋4a 2－4＝0和圆C 2：x 2＋y 2－2by ＋b 2－1＝0只有一条公切线，若a ，b∈R 且ab≠0，则2211a b +的最小值为___________ 【答案】9【解析】【分析】圆C 1、C 2只有一条公切线，则两圆的位置关系为内切，由此可以得到a 、b 的等量关系，然后利用均值不等式求2211a b +的最小值 【详解】圆C 1：x 2＋y 2＋4ax ＋4a 2－4＝0 标准方程：22x 2a y 4++=（） 圆C 2：x 2＋y 2－2by ＋b 2－1＝0标准方程：22x y b 1+-=（） 因为圆C 1 、C 2内切，224a b 1+=,即224a b 1+=，（2211a b +）=2222114a b a b++（）（） =2222b 4a 59a b++≥（） 当且仅当224a b =时等号成立.【点睛】本题考查了两圆的位置关系和均值不等式求最值；两圆位置关系有：内含、内切、相交、外切、外离，圆与圆的位置关系也决定了切线的条数，两圆相内切只有一条切线，圆心距和两圆半径的关系是解题的关键，利用该关系可以构造出均值不等式所需要的等式；均值不等式求最值要注意：一正二定三相等.15．如图，O 是坐标原点，圆O 的半径为1，点A （-1，0），B （1，0），点P ，Q 分别从点A ，B 同时出发，圆O上按逆时针方向运动.若点P 的速度大小是点Q 的两倍，则在点P 运动一周的过程中，AP AQ ⋅的最大值是_______.【答案】2【解析】【分析】利用转速是两倍关系得转角为两倍，设出BOQ α∠=后，推出2AOP α∠=，然后根据三角函数坐标定义可得P Q 、两点的坐标，再用数量积公式计算，最后用正弦函数最值可得．【详解】设BOQ α∠=，根据题意得，2AOP α∠=，且02πα⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，， 依题意得()()cos sin cos2sin 2Q P αααα--，，，， ∴()()•cos21sin 2cos 1sin AP AQ αααα=-+-⋅+，，()()cos21cos 1sin 2sin αααα=-++-22sin 2α=≤，当且仅当2πα=时，等号成立．故答案为2【点睛】本题考查了三角函数定义，向量数量积等概念，本题根据题意求出依题意得()()cos sin cos2sin 2Q P αααα--，，，，是解决本题的关键.16．以三角形边BC ，CA ，AB 为边向形外作正三角形BCA '，CAB '，ABC '，则AA '，BB '，CC '三线共点，该点称为ABC 的正等角中心．当ABC 的每个内角都小于120º时，正等角中心点P 满足以下性质： （1）120APB APC BPC ；（2）正等角中心是到该三角形三个顶点距离之和最小的点（也即费马点）222222(1)(1)(2)x y x y x y +-++-+_________ 【答案】23+【解析】【分析】由题可知，所要求的代数式恰好表示平面直角坐标系中三个距离之和，所以首先要把代数式中三个距离的对应的点找到，再根据题干所述找到相应的费马点，即可得出结果．【详解】解：根据题意，在平面直角坐标系中，令点(0,1)A ，(0,1)B -，(2,0)C ， 则222222(1)(1)(2)x y x y x y +-++++-+表示坐标系中一点(,)x y 到点A 、B 、C 的距离之和， 因为ABC ∆是等腰三角形，AC BC =，所以C '点在x 轴负半轴上，所以CC '与x 轴重合，令ABC ∆的费马点为(,)P a b ，则P 在CC '上，则0b =，因为ABC ∆是锐角三角形，由性质（1）得120APC ∠=︒，所以60APO ∠=︒，所以13a =，所以33a =， 3(3P ∴，0)到A 、B 、C 的距离分别为233PA PB ==，323PC =-， 所以222222(1)(1)(2)x y x y x y +-++++-+的最小值，即为费马点P 到点A 、B 、C 的距离之和，则23PA PB PC ++=+．故答案为：23+．【点睛】本题考查根据题给新定义的性质解题，涉及三角形的性质和两点间的距离的应用，理解新定义是解题的关键，考查转化思想和计算能力.四、解答题（共6小题，满分70分；其中17小题满分10分，其余个小题满分为12分）17．如图，等腰直角ABC 的直角顶点(0,1)C -，斜边AB 所在的直线方程为280x y +-=．（1）求ABC 的面积；（2）求斜边AB 中点D 的坐标．【答案】（1）20（2）(2,3)【解析】【分析】（1）求出直角顶点C 到斜边AB 的距离，根据等腰直角三角形的边角关系得出斜边长，即可求出结论； （2）由CD AB ⊥，可求出直线CD 方程，与直线AB 方程联立，即可求出点D 坐标.【详解】（1）顶点C 到斜边AB 的距离为225512d ===+所以斜边||25AB d ==故ABC 的面积为11||25452022S AB d =⨯⨯=⨯=． （2）由题意知，CD AB ⊥，设直线CD 方程为20x y m -+=点(0,1)C -代入方程点1m =-，所以直线CD 的方程为210x y --=，由280210x y x y +-=⎧⎨--=⎩，解得23x y =⎧⎨=⎩， 所以点D 的坐标为(2,3)．【点睛】本题考查直线的一般式方程与直线垂直间的关系，考查了等腰直角三角形的性质，属于基础题.18．已知圆22:430C x y x +-+=.（1）求过点(3,2)M 的圆的切线方程；（2）直线l 过点31,22N ⎛⎫ ⎪⎝⎭且被圆C 截得的弦长为m ，求m 的范围；（3）已知圆E 的圆心在x 轴上，与圆C 2216x y +=相内切，求圆E 的标准方程.【答案】（1）3x =或3410x y --=；（2）m ∈；（3）答案不唯一，具体见解析.【解析】【分析】（1）将圆的方程化为标准形式，求出圆心为(2,0)，半径为1，讨论切线的斜率存在或不存在，设出切线方程，利用圆心到切线的距离等于半径即可求解斜率，即求.（2）当直线l CN ⊥时，弦长m 最短，求出m ，当直线l 经过圆心时，弦长最长，即求.（3）设圆222:()(0)E x a y r r -+=>，与圆C 相交于A ，B 两点，根据||AB =而求出3,22⎛± ⎝⎭或5,22⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭在圆E 上，代入即可求解. 【详解】（1）圆22:430C x y x +-+=，即22(2)1x y -+=，其圆心为(2,0)，半径为1.当切线的斜率不存在时，切线方程为3x =，符合题意.当切线的斜率存在时，设切线斜率为k ，则切线方程为2(3)y k x -=-，即320kx y k --+=，1=，解得34k =， 此时，切线方程为3410x y --=.综上可得，圆的切线方程为3x =或3410x y --=.（2）当直线l CN ⊥时，弦长m 最短，此时直线l 的方程为10x y --=，所以m ==当直线l 经过圆心时，弦长最长，长为2，所以m ∈.（3）设圆222:()(0)E x a y r r -+=>，与圆C 相交于A ，B 两点，∵||AB =2，，将234y =代入圆C 的方程，得32x =或52x =，∴3,2⎛ ⎝⎭或5,22⎛± ⎝⎭在圆E 上. ∵圆E 内切于2216x y +=，∴圆E 经过点(4,0)或(4,0)-，若圆E 经过3,2⎛ ⎝⎭和(4,0)，则其标准方程为221349525x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭，若圆E 经过5,22⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭和(4,0)，则其标准方程为22(3)1x y -+=，若圆E 经过3,22⎛⎫± ⎪⎝⎭和(4,0)-，则其标准方程为222133************ y ⎛⎫⎛⎫++== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，若圆E 经过5,22⎛⎫± ⎪ ⎪⎝⎭和(4,0)-，则其标准方程为22294318491313169x y ⎛⎫⎛⎫++== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 【点睛】本题考查了圆的切线方程、弦长、圆的标准方程，考查了基本运算求解能力，属于基础题.19．已知P 是直线3480x y ++=上的动点，PA 、PB 是圆22:2210C x y x y +--+=的两条切线，A 、B 是切点.（1）求四边形PACB 面积的最小值；（2）直线上是否存在点P ，使60BPA ︒∠=？若存在，求出P 点的坐标；若不存在，说明理由.【答案】（1）（2）不存在；答案见解析.【解析】【分析】（1）如图 122||||||2PAC PACB S S AP AC AP ==⨯⨯⨯=四边形，而2222||||||||1AP PC CA PC =-=-，所以只要当||PC 最小时，四边形PACB 面积取最小值，而||PC 的最小值为点C 到直线3480x y ++=的距离； （2）由（1）知圆心C 到直线的最小距离为3，即||3CP ，而要使60BPA ︒∠=，就要||2PC =，所以不存在【详解】解析（1）易知(1,1),||1C AC =.如图，连接PC ，易知 122||||||2PAC PACB S SAP AC AP ==⨯⨯⨯=四边形. 因为2222||||||||1AP PC CA PC =-=-，所以当||PC 最小时，||AP 最小.||PC 的最小值即为点C 到直线3480x y ++=的距离，故min 22|31418|334PC ⨯+⨯+==+，所以2min ||9PC =，所以min ||9122AP =-=，即四边形PACB 面积的最小值为22.（2）不存在.理由： 由（1）知圆心C 到直线的最小距离为3，即||3CP ，要使60BPA ︒∠=，则||2PC =，显然不成立，所以这样的点P 是不存在的.【点睛】此题考查直线与圆的位置关系，考查点到直线的距离公式的应用，考查计算能力，属于基础题20．已知()0,3A ，,B C 为222(0)x y r r +=>上三点.（1）求r 的值；（2）若直线BC 过点(0，2)，求ABC 面积的最大值；（3）若D 为曲线22(1)4(3)x y y ++=≠-上的动点，且AD AB AC =+，试问直线AB 和直线AC 的斜率之积是否为定值？若是，求出该定值；若不是，说明理由.【答案】（1）3r =；（2（3）定值为：15-.【解析】【分析】（1）由(0,3)A 为圆222:()0O x y r r +=>上的点即可得r ；（2）设1(B x ，1)y ，2(C x ，2)y ，根据1211||2ABC S x x =-利用韦达定理即可求解； （3）直线AB 和直线AC 的斜率之积为m ，设1(B x ，1)y ，2(C x ，2)y ，0(D x ，0)y ，即可得121233y y m x x --=⇒2121223(1)()91m y y y y m +=-+--，12121(3)(3)x x y y m =--，由AD AB AC =+可得1212(3),D x x y y ++-，代入222125(1)4(3)()01m m x y y y y m +++=≠-⇒+=-，求得m 即可． 【详解】解：（1）∵()0,3A 为圆()2220x y r r +=>上，所以()222030rr +=>∴3r = （2）由题意知直线BC 的斜率存在，设直线BC 的方程为2y kx =+，()11,B x y ，()22,C x y 将2y kx =+代人229x y +=得，()221450k x kx ++-= 所以1211||2ABC S x x =⋅⋅-=△令21k t +=，则ABC S ==△1t ≥ 当1t =，即0k =时ABC （3）设直线AB 和直线AC 的斜率之积为(0)m m ≠设()11,B x y ，()22,C x y ，()00,D x y 则121233y y m x x --⋅=()()1212133x x y y m =--①，()()22122221233y y m x x --= 因为B ，C 为圆222:O x y r +=上，所以22119x y +=，22229x y += ()()()()22122221233y y m q y q y --=--化简得()()()()222113333y y m y y --=++ 整理得()()2222113191m y y y y m +=-+--② 因为AD AB AC =+，所以()()()112200,,3,33x y x y x y -+-=-从而()1212,3D x x y y ++-，又因为D 为曲线()2214(3)x y y +-=≠-的动点 所以()()22121224x x y y +++-=展开得 ()()22221122121212224()44x y x y x x y y y y +++++-++=将①代入得 ()()()21121229933240y y y y y y m++--+-+=化简得 ()()()()1212123910m y y m y y m +-++++=将②代人得()2121223(1)1()9(23)()9(1)01m m y y m y y m m ⎡⎤++-+--++++=⎢⎥-⎣⎦，整理得 ()212501m m y y m +⋅+=-， 因为2133y y +≠--所以120y y +≠从而250m m +=又0m ≠所以15m =-【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系，考查两直线的斜率之积是否为定值的判断与证明，解题时要认真审题，注意韦达定理的合理运用，属于中档题．21．已知两个定点(0,4)A ，(0,1)B ， 动点P 满足||2||PA PB =，设动点P 的轨迹为曲线E ，直线l ：4y kx =-. （1）求曲线E 的轨迹方程；（2）若l 与曲线E 交于不同的C 、D 两点，且120COD ∠=︒ (O 为坐标原点)，求直线l 的斜率； （3）若1k =，Q 是直线l 上的动点，过Q 作曲线E 的两条切线QM 、QN ，切点为M 、N ，探究：直线MN 是否过定点，若存在定点请写出坐标，若不存在则说明理由.【答案】（1）224x y +=；（2）（3）(1,1)-.【解析】【分析】（1）设点P 的坐标为(,)x y ，根据||2||PA PB =列出方程化简，即可求解轨迹方程；（2）依题意知2OC OD ==，且120COD ∠=，则点O 到边CD 的距离为1，列出方程，即可求解；（3）根据题意，,ON QN OM QM ⊥⊥，则,M N 都在以OQ 为直径的圆F 上，Q 是直线:4l y x =-上的动点，设(,4)Q t t -，联立两个圆的方程，即可求解．【详解】（1）由题，设点P 的坐标为(,)x y ，因为||2||PA PB ==整理得224x y +=，所以所求曲线E 的轨迹方程为224x y +=．（2）依题意，2OC OD ==，且120COD ∠=，由圆的性质，可得点O 到边CD 的距离为1，即点(0,0)O 到直线:40l kx y --=1=，解得k =，所以所求直线l 的斜率为（3）依题意，,ON QN OM QM ⊥⊥，则,M N 都在以OQ 为直径的圆F 上，Q 是直线:4l y x =-上的动点，设(,4)Q t t -，则圆F 的圆心为4(,)22t t -，且经过坐标原点， 即圆的方程为22(4)0x y tx t y +---=，又因为,M N 在曲线22:4E x y +=上， 由22224(4)0x y x y tx t y ⎧+=⎨+---=⎩，可得(4)40tx t y ， 即直线MN 的方程为(4)40tx t y ，由t R ∈且()440t x y y +--=，可得0440x y y +=⎧⎨+=⎩，解得11x y =⎧⎨=-⎩， 所以直线MN 过定点(1,1)-．【点睛】本题主要考查了轨迹方程的求解，以及直线与圆的位置关系的应用，其中解答中涉及到点到直线的距离公式，以及两点间的距离公式等知识点的综合应用，着重考查了推理与计算能力，属于中档试题．22．在直角坐标系中，圆22:4O x y +=，圆()()22:311M x y -+-=过点()0,1P 的直线1l 与圆O 交于A ，B 两点，2l 垂直1l 于点P .（1）当2l 与圆M 相切时，求2l 方程；（2）当2l 与圆M 相交于C ，D 两点时，E 为CD 中点，求ABE ∆面积的取值范围.【答案】(1) 22:14l y x =±+; (2) 2703⎛⎤ ⎥ ⎝⎦【解析】【分析】(1)分2l 的斜率不存在与存在两种情况讨论.当2l 斜率存在时,设2l 方程,再根据2l 与圆M 相切,利用圆心到直线的距离等于半径求解即可.(2)设2l 方程为1y kx =+,联立圆M 的方程求E 坐标,再求得弦长AB 与E 到AB 的距离表达出面积即可.【详解】(1)当2l 的斜率不存在时, 2l 方程为0x =显然不成立.当2l 的斜率存在时,设2:1l y kx =+,即10kx y -+=.因为2l 与圆M 相切, 231111k k -+=+,即222914k k k =+⇒=±. 故22:14l y x =±+ (2)显然2l 的斜率存在,设2:1l y kx =+.当0k =时, 2:1l y =,3,1E .此时AB 为圆O 的直径且AB 4=.此时14362ABE S ∆=⨯⨯=. 当0k ≠时,()()()222211680311y kx k x x x y =+⎧⎪⇒+-+=⎨-+-=⎪⎩. 且()2213641808k k ∆=-+⨯>⇒< 设()()1122,,,C x y D x y ,则12261x x k +=+.故E 的横坐标122321E x x x k +==+. 纵坐标2311E k y k =++.即2233,111k k E k +++⎛⎫ ⎪⎝⎭.故231k EP ==+. 又11:10l y x x ky k k =-+⇒+-=.故O 到1l距离d =. AB ===.故1122ABE S AB PE ∆=⋅=⨯=令t =因为2108k <<,故2,4t ⎛∈ ⎝⎭.则29911ABE t S t t t∆==--,因为1()f t t t =-在2,4⎛ ⎝⎭上为增函数.故13,2140t t ⎛-∈ ⎝⎭.故91ABE S t t∆⎫=∈⎪⎪⎝⎭-. 综上所述,ABE ∆面积的取值范围为,63⎛⎤ ⎥ ⎝⎦【点睛】本题主要考查了直线与圆的位置关系,需要联立方程利用解析几何的方法求面积表达式并分析单调性求得面积最值,同时注意斜率的取值范围.属于难题.。
人教版高中数学选修一第二单元《直线和圆的方程》测试卷(答案解析)
一、选择题1．过点()0,0A 、()2,2B 且圆心在直线24y x =-上的圆的标准方程为（ ） A ．()2224x y -+= B ．()2224x y ++= C ．()()22448x y -+-=D ．()()22448x y ++-=2．两圆222240x y ax a +++-=和2224140x y by b +--+=恰有三条公切线，若a R ∈，b R ∈且0ab ≠，则2211a b +的最小值为（ ） A ．72B ．4C ．1D ．53．点()4,2P -与圆224x y +=上任一点连线的中点轨迹方程是（ ） A ．()()22211x y -++= B ．()()22214x y -++= C ．()()22421x y ++-=D ．()()22211x y ++-=4．直线0x y +=被圆226240x y x y +-++=截得的弦长等于（ ）A ．4B ．2C ．D5．已知圆222:(1)(1)(0)C x y r r -+-=>，若圆C 上至少有3个点到直线20x y ++=，则实数r 的取值范围为（ ）A ．(0,B ．C ．)+∞D ．+∞[)6．设点M 为直线2x =上的动点，若在圆22:3O x y +=上存在点N ，使得30OMN ∠=︒，则M 的纵坐标的取值范围是（ ）A ．[1,1]-B ．11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C ．[-D ．22⎡-⎢⎣⎦7．两圆交于点(1,3)A 和(,1)B m ，两圆的圆心都在直线02cx y -+=上， 则m c += . A ．1B ．2C ．3D ．48．直线y =x +b 与曲线x =b 的取值范围是（ ）A ．||b =B ．-1<b ≤1或b =C ．-1≤b <1D ．非以上答案9．过点(1,2)的直线被圆229x y +=所截弦长最短时的直线方程是（ ） A ．250x y +-= B ．20x y -= C ．230x y -+=D ．20x y +=10．若直线y x b =+与曲线3y =2个公共点，则b 的取值范围是（ ）A．[1-+ B．(11]-- C．[3,1+D ．[1,3]-11．若过点(2,1)P 的圆与两坐标轴都相切，则圆心到直线230x y -+=的距离是（ ） ABCD12．曲线34y x x =-在点(1,3)--处的切线方程是（ ） A ．74y x =+B ．72y x =+C ．4y x =-D ．2y x =-二、填空题13．已知点(),P x y 是直线240x y -+=上一动点，直线PA ，PB 是圆22:20C x y y ++=的两条切线，A ，B 为切点，C 为圆心，则四边形PACB 面积的最小值是______.14．设()11,M x y 、()22,N x y 为不同的两点，直线:0l ax by c ++=，1122ax by cax by cδ++=++，以下命题中正确的序号为__________．（1）存在实数δ，使得点N 在直线l 上； （2）若1δ=，则过M 、N 的直线与直线l 平行； （3）若1δ=-，则直线l 经过MN 的中点；（4）若1δ>，则点M 、N 在直线l 的同侧且直线l 与线段MN 的延长线相交； 15．光线沿直线30x y -+=入射到直线220x y -+= 后反射，则反射光线所在直线的方程为___________________.16．已知圆C ：()2234x y -+=，线段MN 在直线211y x =-+上运动，点P 是线段MN 上任意一点，若圆C 上存在两点A ，B ，使得PA PB ⊥，则线段MN 长度的最大值是___________．17．过点()10,10-且在x 轴上的截距是在y 轴上截距的4倍的直线的方程为_____________.18．已知等腰三角形的底边所在直线过点()2,1P ，两腰所在的直线为20x y +-=与740x y -+=，则底边所在的直线方程是_____________.19．若直线y x b =+与曲线y =b 的范围______________.20．已知圆C ：222x y +=，点P 为直线136x y+=上的一个动点，过点P 向圆C 作切线，切点分别为A 、B ，则原点O 到直线AB 距离的最大值是______.三、解答题21．在平面直角坐标系xOy 中，已知圆M 过点A （1，2），B （7，－6），且圆心在直线x ＋y －2＝0上.（1）求圆M 的标准方程；（2）设平行于OA 的直线l 与圆M 相交于C ，D 两点，且CD =2OA ，求直线l 的方程. 22．已知直线l 过点(2,1)M ，且分别与x 轴正半轴、y 轴正半轴交于点A 、B ，（O 为坐标原点）（1）当ABO 的面积为4时，求直线l 的一般式方程； （2）当MA MB ⋅取最小时，求直线l 的一般式方程.23．已知ABC 的顶点(5,1)A ，直线BC 的方程为6590x y AB --=，边上的中线CM 所在直线方程为250x y --=． （1）求顶点C 的坐标；（2）求AC 边上的高所在直线方程．24．已知圆1C 过点(0,6)A ，且与圆222:10100C x y x y +++=相切于原点，直线:(21)(1)740l m x m y m +++--=．（1）求圆1C 的方程；（2）求直线l 被圆1C 截得的弦长最小值．25．已知圆C 的圆心在直线2y x =-上，且过点(2,1),(0,3)-- （1）求圆C 的方程；（2）已知直线l 经过原点，并且被圆C 截得的弦长为2，求直线l 的方程. 26．圆心在直线:10l x y ++=上的经过点(1,2),(1,0)A B -； （1）求圆C 的方程（2）若过点(0,3)D 的直线1l 被圆C 截得的弦长为31l 的方程；【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．A 解析：A 【分析】设圆心的坐标为(),24a a -，根据圆心到点A 、B 的距离相等可得出关于实数a 的等式，求出a 的值，可得出圆心的坐标，并求出圆的半径，由此可得出所求圆的标准方程. 【详解】设圆心为(),24C a a -，由AC BC ==整理可得20a -=，解得2a =，所以圆心()2,0C ，所求圆的半径为2AC =，因此，所求圆的标准方程为()2224x y -+=.故选：A. 【点睛】方法点睛：求圆的方程常见的思路与方法如下：（1）求圆的轨迹方程，直接设出动点坐标(),x y ，根据题意列出关于x 、y 的方程即可； （2）根据几何意义直接求出圆心坐标和半径，即可写出圆的标准方程；（3）待定系数法，可以根据题意设出圆的标准方程或一般方程，再根据所给条件求出参数即可.2．C解析：C 【分析】由题意可知两圆外切，可得出2249a b +=，然后将代数式2211a b +与2249a b +相乘，展开后利用基本不等式可求得2211a b +的最小值. 【详解】圆222240x y ax a +++-=的标准方程为()224x a y ++=，圆心为()1,0C a -，半径为12r =，圆2224140x y by b +--+=的标准方程为()2221x y b +-=，圆心为()20,2C b ，半径为21r =.由于圆222240x y ax a +++-=和2224140x y by b +--+=恰有三条公切线，则这两圆外切，所以，1212C C r r =+3=，所以，2249a b +=，所以，222222222211411141551999a b a b a b a b b a ⎛⎛⎫+⎛⎫+=+=++≥⨯+= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝， 当且仅当222a b =时，等号成立，因此，2211a b +的最小值为1. 故选：C. 【点睛】易错点睛：利用基本不等式求最值时，要注意其必须满足的三个条件： （1）“一正二定三相等”“一正”就是各项必须为正数；（2）“二定”就是要求和的最小值，必须把构成和的二项之积转化成定值；要求积的最大值，则必须把构成积的因式的和转化成定值；（3）“三相等”是利用基本不等式求最值时，必须验证等号成立的条件，若不能取等号则这个定值就不是所求的最值，这也是最容易发生错误的地方.3．A解析：A 【分析】设圆上任意一点为()11,x y ，中点为(),x y ，则114222x x y y +⎧=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩，由此得解轨迹方程．【详解】设圆上任意一点为()11,x y ，中点为(),x y ，则114222x x y y +⎧=⎪⎪⎨-⎪=⎪⎩，112422x x y y =-⎧⎨=+⎩代入224x y +=得()()2224224x y -++=，化简得()()22211x y -++=．故选：A ． 4．A解析：A 【分析】先将圆化成标准方程，求出圆心与半径，再求圆心到直线的距离，然后解弦长即可． 【详解】因为226240x y x y +-++= 所以22(3)(1)6x y -++=，圆心到直线的距离为d ==直线0x y +=被圆226240x y x y +-++=截得的弦长4l =；故选：A ． 【点睛】计算圆的弦长通常使用几何法简捷．也可使用代数法计算.5．D解析：D 【分析】根据题意，得到直线不过圆心，且求得圆心到直线的距离，结合题中条件，得到实数r 的取值范围. 【详解】圆222:(1)(1)(0)C x y r r -+-=>的圆心(1,1)到直线20x y ++=为：d ==，且直线20x y ++=不过圆心，若圆222:(1)(1)(0)C x y r r -+-=>上至少有3个点到直线20x y ++=，则有r ≥= 所以实数r的取值范围为+∞[)， 故选：D. 【点睛】思路点睛：该题考查的是有关直线与圆的相关问题，解决该题的思路如下： （1）求得圆心到直线的距离，并且发现直线不过圆心； （2）结合题中条件，得到r 的取值范围.6．C解析：C 【分析】在OMN=，从而得到M y =ONM ∠的取值范围，求出M y 的取值范围，即可得解； 【详解】解：设()2,M M y ，在OMN 中，由正弦定理得sin sin OM ONONM OMN=∠∠因为30OMN ∠=︒，ON=12==整理得M y =由题意知0150ONM ︒<∠<︒，所以(]sin 0,1ONM ∠∈，所以sin 1ONM ∠=时，M y 取得最值，即直线MN 为圆22:3O x y +=的切线时，My取值最值，所以M y ⎡∈-⎣故选：C【点睛】本题考查直线与圆的综合应用，解答的关键转化到OMN 中利用正弦定理计算，考查转化思想；7．C解析：C 【分析】由两圆相交且圆心都在直线02c x y -+=上可知线段AB 中点在02cx y -+=上，代入中点坐标整理即可. 【详解】由题意可知：线段AB 的中点1,22m +⎛⎫⎪⎝⎭在直线02c x y -+=上代入得：12022m c+-+= 整理可得：3m c += 本题正确选项：C 【点睛】本题考查两圆相交时相交弦与圆心连线之间的关系，属于基础题.8．B解析：B 【分析】作出曲线21x y =-y x b =+，求出直线过半圆直径两端点时的b 值，及直线与半圆相切时的b 值可得结论． 【详解】作出曲线21x y =-，它是单位圆的右半个圆，作出直线y x b =+，如图， 易知(0,1),(1,0)A B -，当直线y x b =+过点A 时，1b =，当直线y x b =+过点B 时，1b =-， 当直线y x b =+与半圆相切时，12b =，2b =±，由图可知2b =-∴b 的取值范围是11b -<≤或2b =-． 故选：B【点睛】本题考查直线与圆的位置关系，解题时要注意曲线是半圆，因此直线过B 点时与半圆有两个交点，直线与半圆相切时，也只有一个公共点，这是易错点．9．A解析：A 【分析】分析可得当弦长最短时，该弦所在直线与过点(1,2)的直径垂直，先求出过点(1,2)的直径的斜率，然后再求出所求直线的斜率，最后由点斜式写出直线的方程即可. 【详解】当弦长最短时，该弦所在直线与过点(1,2)的直径垂直， 圆229x y +=的圆心为(0,0)，所以过点(1,2)的直径的斜率为20210-=-， 故所求直线为12-，所求直线方程为12(1)2y x ，即250x y +-=. 故选：A . 【点睛】方法点睛：本题考查直线与圆位置关系的应用，解题关键是明确当弦与圆的直径垂直时，弦长最短，考查逻辑思维能力，属于常考题.10．B解析：B 【分析】将234y x x =--化为22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)，作出直线与半圆的图形，利用两个图形有2个公共点，求出切线的斜率，观察图形可得解. 【详解】由234y x x =--得22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)，所以直线y x b =+与半圆22(2)(3)4-+-=x y (3y ≤)有2个公共点，作出直线与半圆的图形，如图：当直线经y x b =+过点(4,3)时，341b =-=-， 当直线与圆22(2)(3)4-+-=x y 211=+，解得122b =-或122b =+由图可知，当直线y x b =+与曲线234y x x =-2个公共点时，1221b -<≤-，故选：B 【点睛】关键点点睛：作出直线与半圆的图形，利用切线的斜率表示b 的范围是解题关键.11．C解析：C 【分析】由题意可知圆心在第一象限，设圆心的坐标为(),,0a a a >，可得圆的半径为a ，写出圆的标准方程，利用点()2,1在圆上，求得实数a 的值，利用点到直线的距离公式可求出圆心到直线230x y -+=的距离. 【详解】由于圆上的点()2,1在第一象限，若圆心不在第一象限，则圆与至少与一条坐标轴相交，不合乎题意，所以圆心必在第一象限， 设圆心的坐标为(),a a ，则圆的半径为a ，圆的标准方程为()()222x a y a a -+-=. 由题意可得()()22221a a a -+-=，可得2650a a -+=，解得1a =或5a =， 所以圆心的坐标为()1,1或()5,5，圆心()1,1到直线230x y -+=的距离均为15d ==圆心()5,5到直线230x y -+=的距离均为25d ==圆心到直线230x y -+=的距离均为5d ==；所以，圆心到直线230x y -+=. 故选：C. 【点睛】关键点点睛：本题考查圆心到直线距离的计算，求出圆的圆心是解题的关键，考查计算能力.12．D解析：D 【分析】已知点(1,3)--在曲线上，若求切线方程，只需求出曲线在此点处的斜率，利用点斜式求出切线方程． 【详解】由已知得：曲线为34y x x =-;则：对其进行求导得243y x '=-；当1x =-时，243(1)1y '=-⨯-=∴ 曲线34y x x =-在点(1,3)--处的切线方程为：31(1)y x +=⨯+化简得：2y x =-； 故选：D. 【点睛】本题主要考查了求曲线切线方程，解题关键是掌握根据导数求切线的方法，考查了分析能力和计算能力，属于中档题.二、填空题13．2【分析】根据切线的性质可将面积转化为求出的最小值即到直线的距离【详解】圆化为可得圆心为半径为1如图可得则当取得最小值时最小点是直线上一动点到直线的距离即为的最小值故答案为：2【点睛】关键点睛：本题解析：2 【分析】根据切线的性质可将面积转化为21PACB S PC =-，求出PC 的最小值即()0,1C -到直线240x y -+=的距离. 【详解】圆22:20C x y y ++=化为()2211x y ++=，可得圆心为()0,1-，半径为1，如图，可得22221PA PC AC PC =-=-，212212PACB PACS SPA AC PA PC ==⨯⨯⨯==-则当PC 取得最小值时，PACB S 最小， 点(),P x y 是直线240x y -+=上一动点，()0,1C ∴-到直线240x y -+=的距离即为PC 的最小值，()min 222014521PC ⨯++∴==+-()min 512PACB S ∴=-=.故答案为：2. 【点睛】关键点睛：本题考查直线与圆相切问题，解题的关键是利用切线性质将面积转化为21PACB S PC =-PC 的最小值即可.14．②③④【分析】①点在直线上则点的坐标满足直线方程从而得到进而可判断①不正确②若则进而得到根据两直线斜率的关系即可判断②③若即可得到即可判断③④若则或根据点与直线的位置关系即可判定④【详解】解：若点在解析：②③④ 【分析】①点在直线上，则点的坐标满足直线方程，从而得到220ax bx c ++=，进而可判断①不正确．②若1δ=，则1122ax by c ax by c ++=++，进而得到1221y y ax x b-=--，根据两直线斜率的关系即可判断②．③若1δ=-，即可得到1212()()022x x y y a b c ++++=，即可判断③． ④若1δ>，则11220ax by c ax by c ++>++>，或11220ax by c ax by c ++<++<，根据点与直线的位置关系即可判定④． 【详解】解：若点N 在直线l 上则220ax bx c ++=，∴不存在实数δ，使点N 在直线l 上，故①不正确；若1δ=，则1122ax by c ax by c ++=++， 即1221y y ax x b-=--， MN l k k ∴=， 即过M 、N 两点的直线与直线l 平行，故②正确； 若1δ=-，则11220ax by c ax by c +++++= 即，1212()()022x x y y a b c ++++=， ∴直线l 经过线段MN 的中点，即③正确；若1δ>，则11220ax by c ax by c ++>++>，或12220ax by c ax by c ++<++<， 即点M 、N 在直线l 的同侧，且直线l 与线段MN 不平行．故④正确． 故答案为：②③④． 【点睛】本题考查两直线的位置关系，点与直线的位置关系，直线的一般式方程等知识的综合应用，若两直线平行则两直线的斜率相等．15．【分析】求得直线与直线的交点的坐标然后求出直线上的点关于直线的对称点的坐标进而可求得直线的方程即为反射光线所在直线的方程【详解】联立解得则直线与直线的交点为设直线上的点关于直线的对称点为线段的中点在 解析：730x y --=【分析】求得直线30x y -+=与直线220x y -+=的交点A 的坐标，然后求出直线30x y -+=上的点()3,0B -关于直线220x y -+=的对称点C 的坐标，进而可求得直线AC 的方程，即为反射光线所在直线的方程. 【详解】联立30220x y x y -+=⎧⎨-+=⎩，解得14x y =⎧⎨=⎩，则直线30x y -+=与直线220x y -+=的交点为()1,4A .设直线30x y -+=上的点()3,0B -关于直线220x y -+=的对称点为(),C a b ， 线段BC 的中点3(,)22a b M -在直线220xy -+=上，则322022a b-⨯-+=，整理得220a b --=.直线220x y -+=的斜率为2，直线BC 与直线220x y -+=垂直，则213ba ⋅=-+，整理得230ab ++=.所以，220230a b a b --=⎧⎨++=⎩，解得1585a b ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩，即点1(,55)8C -.所以，反射光线所在直线的斜率为8457115ACk +==-， 因此，反射光线所在直线的方程为()471y x -=-，即730x y --=. 故答案为：730x y --=. 【点睛】运用点关于直线的对称点的坐标的求解是解题关键.16．【分析】题目等同于点P 在已知直线上的轨迹长度考虑边界的情况此时△APC 和△ABC 均为等腰直角三角形先算出进一步求出答案【详解】题目等同于点P 在已知直线上的轨迹长度考虑边界的情况也就是PAPB 分别与圆 解析：23【分析】题目等同于点P 在已知直线上的轨迹长度，考虑边界的情况，此时△APC 和△ABC 均为等腰直角三角形，先算出2232lPC d =-=，进一步求出答案. 【详解】题目等同于点P 在已知直线上的轨迹长度，考虑边界的情况，也就是PA ，PB 分别与圆相切的情况，此时△APC 和△ABC 均为等腰直角三角形，由题意知，圆心()3,0C ，半径2r线段PC 的长为22r =圆心到直线的距离d ==，根据图像的对称性可知2l==所以线段MN 长度的最大值为故答案为: 【点睛】本题考查了直线与圆位置关系的应用.本题的难点是分析何时EF 取到最值.根据考虑边界的情况数形结合得出结论.17．或【分析】分类讨论：直线过坐标原点直线不过坐标原点再根据截距的关系求解出直线的方程【详解】当直线过坐标原点时显然直线的斜率存在设代入所以所以所以直线方程为；当直线不过坐标原点时设所以横截距为纵截距为解析：y x =-或11542y x =-+ 【分析】分类讨论：直线过坐标原点、直线不过坐标原点，再根据截距的关系求解出直线的方程. 【详解】当直线过坐标原点时，显然直线的斜率存在，设y kx =，代入()10,10-， 所以1010k -=，所以1k =-，所以直线方程为y x =-； 当直线不过坐标原点时，设()1010y k x -=+，所以横截距为1010k--，纵截距为1010k +，所以()101041010k k --=+，解得14k =-或1k =-（舍），所以直线方程为11542y x =-+，故答案为：y x =-或11542y x =-+. 【点睛】本题考查根据截距关系求解直线方程，难度一般.根据截距的倍数求解直线方程时，要注意直线过坐标原点的情况.18．或【分析】在等腰三角形顶角角平分线上任取一点利用点到两腰所在直线的距离相等可求得顶角角平分线方程再由底边所在直线过点且与顶角角平分线垂直可求得所求直线的方程【详解】在等腰三角形顶角角平分线上任取一点解析：370x y +-=或310x y -+= 【分析】在等腰三角形顶角角平分线上任取一点(),M x y ，利用点M 到两腰所在直线的距离相等可求得顶角角平分线方程，再由底边所在直线过点P 且与顶角角平分线垂直可求得所求直线的方程. 【详解】在等腰三角形顶角角平分线上任取一点(),M x y ， 则点M 到直线20x y +-=与740x y -+=的距离相等，=7452x y x y -+=+-.所以，()7452x y x y -+=+-或()7452x y x y -+=-+-，所以，该等腰三角形顶角角平分线所在直线的方程为370x y -+=或6230x y +-=. 由于底边与顶角角平分线垂直.当底边与直线370x y -+=垂直时，且直线370x y -+=的斜率为13， 此时底边所在直线方程为()132y x -=--，即370x y +-=；当底边与直线6230x y +-=垂直时，且直线6230x y +-=的斜率为3-，此时底边所在直线方程为()1123y x -=-，即310x y -+=. 故答案为：370x y +-=或310x y -+=.【点睛】本题考查等腰三角形底边所在直线方程的求解，考查了等腰三角形三线合一的性质以及点到直线距离公式的应用，考查计算能力，属于中等题.19．或【分析】由曲线变形为画出的图象当直线经过时直线与曲线有两个公共点求出此时的以及直线过时的值再求出当直线与曲线相切时的的值数形结合即可得b 的范围【详解】由曲线变形为画出的图象①当直线经过时直线与曲线解析：22b -≤<或b = 【分析】由曲线y =()2204y x y +=≥，画出 y x b =+，()2204y x y +=≥的图 象，当直线经过()2,0A - ，()0,2B 时，直线与曲线有两个公共点，求出此时的b ，以及直线y x b =+过(2,0)C 时b 的值，再求出当直线与曲线相切时的b 的值，数形结合即可得b 的范围. 【详解】由曲线y =()2204y x y +=≥，画出 y x b =+，()2204y x y +=≥的图象，①当直线经过()2,0A - ，()0,2B 时，直线与曲线有两个公共点，此时2b =， 当直线y x b =+过(2,0)C 时02b =+，得2b =-， 所以若直线与曲线有1个公共点，则22b -≤<.②当直线与曲线相切时，联立224y x bx y =+⎧⎨+=⎩ ，化为222240x bx b ++-=， 令2248(4)0b b ∆=--=，解得：22b =，或22b =-（舍去）， 综上所述b 的范围: 22b -≤<或22b =. 故答案为：22b -≤<或22b =.【点睛】本题主要考查了直线与圆相交相切问题、采用数形结合思想，属于中档题.20．【分析】为使原点到直线距离的最大则应当最小于是应当最小进而得到应当最小然后利用点到直线的距离公式求得的最小值利用直角三角形相似求得原点到直线距离的最大值【详解】为使原点到直线距离的最大则应当最小于是 解析：53【分析】为使原点O 到直线AB 距离的最大，则AOB ∠应当最小，于是AOP ∠应当最小，进而得到OP 应当最小，然后利用点到直线的距离公式求得OP 的最小值，利用直角三角形相似求得原点O 到直线AB 距离的最大值. 【详解】为使原点O 到直线AB 距离的最大，则AOB ∠应当最小，于是AOP ∠应当最小，∴OA OP应当最大，∴OP 应当最小，当且仅当OP 与直线136x y+=垂直时OP 最小，OP 的最小值为O 到直线136x y +=,即260x y +-=的距离2266521d ==+设OP 与AB 交于点,Q 则2~,||Rt OQA Rt OAP OQ OP OA ∴⨯=,∴max5||,655OQ ==5 【点睛】本题考查与圆有关的最值问题，属中等难度的题目，关键在于转化为OP 最小，同时注意利用三角形相似进行计算.三、解答题21．（1）()()224225x y -++=；（2）2200x y --=. 【分析】（1）联立线段AB 的垂直平分线所在的方程与圆心所在直线方程，可得圆心坐标，进而求出圆的半径以及圆M 的标准方程；（2）设出直线l 的方程，由CD =2OA 可得弦长，利用点到直线的距离公式结合勾股定理列出方程，可得直线l 的方程． 【详解】（1）由题意可解得线段AB 的垂直平分线所在的方程为：y +2=34(x －4)，即354y x =-，因为圆心在直线x ＋y －2＝0上，且圆M 过点A （1，2），B （7，－6），则圆心为直线354y x =-与直线x ＋y －2＝0的交点，联立20354x y y x +-=⎧⎪⎨=-⎪⎩，解得42x y =⎧⎨=-⎩，即圆心M 为（4，－2），半径为MA ()()2241225-+--=，所以圆M 的标准方程为()()224225x y -++=.（2）由直线l 平行于OA ，可设直线l 的方程为：20y x m m =+≠，，则圆心M 到直线l的距离为d ==CD =2OA=2525d +=，所以d ==，则解得m =－20或m =0（舍去），则直线l 的方程为2200x y --=. 【点睛】关键点点睛：本题考查圆的标准方程，考查圆的性质，解决本题的关键点是由已知求出弦长CD ，利用圆的弦长的一半，圆心到直线的距离和圆的半径构造直角三角形，结合勾股定理计算出参数的值，进而可得直线的方程，考查了学生计算能力，属于中档题． 22．（1）240x y +-=；（2）30x y +-=. 【分析】（1）设直线的截距式方程，结合三角形面积公式即可得解；（2）设直线l 的方程为()12y k x -=-，表示出点A 、B ，进而可得,MA MB ，表示出MA MB ⋅后结合基本不等式即可得解. 【详解】（1）由题意，设直线l 的方程为()1,0,0x ya b a b+=>>， 则142ABO S ab ==△，所以8ab =， 又直线l 过点(2,1)M ，所以211a b +=，所以42a b =⎧⎨=⎩， 所以直线l 的方程为142x y+=即240x y +-=； （2）设直线l 的方程为()12y k x -=-，则12,0A k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭，()0,21B k -+，所以MA =MB ，所以4MA MB ⋅=， 当且仅当21k =时，等号成立，所以当MA MB ⋅取最小时，1k =-（正值舍去）， 此时直线方程为12y x -=-+即30x y +-=. 【点睛】关键点点睛：解决本题的关键是设出合理的直线方程，结合两点间距离公式及基本不等式运算即可得解.23．（1）(4,3)C ；（2）250x y --=．【分析】（1）联立直线方程可解得结果；（2）设出()00,B x y ，利用AB 的中点M 在直线CM 上以及点()00,B x y 在直线BC 上，解方程组可得B 的坐标，利用垂直可得斜率，根据点斜式可得所求直线方程. 【详解】 （1）联立6590250x y x y --=⎧⎨--=⎩，解得43x y =⎧⎨=⎩，可得(4,3)C ；（2）设()00,B x y ，则AB 的中点0051,22x y M ++⎛⎫⎪⎝⎭， 则0000659015502x y y x --=⎧⎪⎨++--=⎪⎩，解得(1,3)B --， 又23145AC k -==--，所以AC 边上的高所在直线的斜率12k =，所以AC 边上的高所在直线方程为13(1)2y x +=+，即250x y --=. 【点睛】关键点点睛：求出点B 的坐标是求出AC 边上的高所在直线方程的关键，设()00,B x y ，利用直线BC 的方程和AB 的中点坐标满足CM 的方程可解得点B 的坐标. 24．（1）22(3)(3)18x y -+-=；（2） 【分析】（1）设2221:()()C x a y b r -+-=，根据题意列方程组解得,,a b r 即可得解；（2）求出直线l 所经过的定点(3,1)B ，再根据圆心1C 到直线l 的距离的最大值可求得结果. 【详解】（1）设2221:()()C x a y b r -+-=，圆222:10100C x y x y +++=的圆心2(5,5)C --，半径为则222222()(6)a b r a b r r ⎧-+-=⎪⎪+=⎨=，解得33a b r ⎧=⎪=⎨⎪=⎩， 所以圆1C 的方程为22(3)(3)18x y -+-=.（2）因为:(21)(1)740l m x m y m +++--=，即(27)40x y m x y +-++-=，由27040x y x y +-=⎧⎨+-=⎩得31x y =⎧⎨=⎩，所以直线l 过定点(3,1)B ， 设圆心1(3,3)C 到直线l 的距离为d，则1||2d C B ≤==，当且仅当1l BC ⊥时，等号成立，所以弦长||AB =≥=.所以直线l 被圆1C 截得的弦长的最小值为. 【点睛】关键点点睛：第二问利用圆心1C 到直线l 的距离的最大值求弦长的最小值是解题关键. 25．（1）22(1)(2)2x y -++=；（2）0x =或34y x =-. 【分析】（1）根据题意设圆心坐标为(,2)a a -，进而得222222(2)(12)(0)(32)a a r a a r⎧-+-+=⎨-+-+=⎩，解得1,a r ==，故圆的方程为22(1)(2)2x y -++=（2）分直线l 的斜率存在和不存在两种情况讨论求解即可. 【详解】（1）圆C 的圆心在直线2y x =-上，设所求圆心坐标为(,2)a a - ∵ 过点(2,1),(0,3)--，222222(2)(12)(0)(32)a a r a a r⎧-+-+=∴⎨-+-+=⎩解得1,a r ==∴ 所求圆的方程为22(1)(2)2x y -++= （2）直线l 经过原点，并且被圆C 截得的弦长为2 ①当直线l 的斜率不存在时，直线l 的方程为0x =， 此时直线l 被圆C 截得的弦长为2，满足条件； ②当直线l 的斜率存在时，设直线l 的方程为y kx =，由于直线l 被圆C 截得的弦长为2，故圆心到直线l 的距离为1d = 故由点到直线的距离公式得：1d ==解得34k =-，所以直线l 的方程为34y x =- 综上所述，则直线l 的方程为0x =或34y x =- 【点睛】易错点点睛：本题第二问在解题的过程中要注意直线斜率不存在情况的讨论，即分直线l 的斜率存在和不存在两种，避免在解题的过程中忽视斜率不存在的情况致错，考查运算求解能力与分类讨论思想，是中档题.26．（1）22(1)4x y ++=；（2）0x =，或4390x y -+=.【分析】（1）求出线段AB 中垂线方程，由中垂线与直线l 相交求得圆心坐标，再求得半径可得圆标准方程；（2）求得圆心到直线1l 距离为1，检验斜率不存在的直线是否满足题意，在斜率存在时设直线方程为30kx y --=，由圆心到直线的距离可得k ，得直线方程．【详解】（1）由题意得，圆心C 一定在线段AB 的垂直平分线上，0211(1)AB k -==---，线段AB 中点为(0,1)， ∴直线AB 的垂直平分线为10x y -+=，∴直线:10l x y ++=与10x y -+=的交点即为圆心C ，坐标为()1,0-．∴圆C 的方程为22(1)4x y ++=，（2）当直线1l 斜率不存在时，方程为0x =，此时圆心到1l 距离为1，截得的弦长为当直线1l 斜率存在时，设为k ，则1:30l kx y --=，圆心(1,0)-到1l距离1d ===∴43k = ∴直线1l 的方程为0x =，或4390x y -+=．【点睛】易错点睛：本题考查求圆的标准方程，考查直线与圆相交弦长问题．已知弦长求直线方程时，须考虑斜率不存在的直线是否满足题意，在斜率存在的情况下，设出直线方程，由圆心到直线的距离列式可得结论．。
精编2019高中数学单元测试《平面解析几何初步》模拟考核题(含参考答案)
2019年高中数学单元测试卷平面解析几何初步学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________一、选择题1．圆x 2＋y 2＋2x ＋6y ＋9＝0与圆x 2＋y 2－6x ＋2y ＋1＝0的位置关系是 （ ）A ．相交B ．相外切C ．相离D ．相内切二、填空题2． 已知直线经过点A(0,4)和点B （1，2），则直线AB 的斜率为_________________3．与圆22(3)(1)2x y -++=相切，且在两坐标轴上有相等截距的切线有__________条4．直线9x －4y =36的纵截距为__________.5．求经过两直线2330x y --=和20x y ++=的交点且与直线310x y +-=平行的直线方程6．直线36x y -=的截距式方程为______7．若直线l 过点(5,4)P --，且与两坐标轴围成的三角形的面积为5个平方单位，则该直线方程为_________8．有下列命题：①经过定点000(,)P x y 的直线方程都可以写成00()y y k x x -=-的形式；②不经过原点的直线都可以用方程1x ya b+=表示；③经过定点(0,)A b 的直线都可以用方程y kx b =+表示；④过不同两点11122(,),(,)P x y P x y 的直线都可以用方程121121()()()()0y y x x x x y y -----=表示。
其中正确的命题是_____________9．圆2220x y y +-=关于直线40x y +-=对称的圆的方程是__________10．（1）直线10x y +-=与圆222x y +=的位置关系是________ （2）直线3420x y ++=与圆2220x y x +-=的位置关系是_________11．已知圆C 的圆心与点(2,1)P -关于直线1y x =+对称．直线34110x y +-=与圆C 相交于B A ,两点，且6=AB ，则圆C 的方程为__________________．22(1)18x y ++=（天津卷15）12．直线l 过点(1,1)，且与圆22(2)(2)8x y -+-=相交于,A B 两点，则弦AB 最短时直线l 的方程为13．圆221x y +=在矩阵100⎡⎢⎣⎦对应的变换作用下的曲线方程为___________． 14．过点（1，2）且在两坐标轴上的截距相等的直线的方程 ___________；15．设直线l 1：ax －2y ＋1＝0，l 2：(a －1) x ＋3y ＝0，若l 1// l 2，则实数a 的值是 ． 16．已知直线a y x a l 354)3(:1-=++与8)5(2:2=++y a x l ，若21l l ⊥，则a =__ ▲ 17．已知直线:40l x y -+=与圆()()22:112C x y -+-=，则C 上各点到l 的距离的最小值为_________；18．点P 在直线0102=++y x 上，PA 、PB 与圆422=+y x 相切于A 、B 两点，则四边形PAOB 面积的最小值为__________；19．过定点（－1,0）可作两条直线与圆x 2＋y 2＋2kx ＋4y ＋3k ＋8＝0相切，则k 的取值范围是__________；21．过点M （0，4）、被圆4)1(22=+-y x 截得的线段长为32的直线方程为__________；22．过点023)4,3(=+-y x 且与直线平行的直线的方程是三、解答题23． 已知ΔABC 的两条高线方程2x ―3y +1=0与x +y =0，点A （1，2）是它的一个顶点，求BC 边所在的直线的方程及ΔABC 的垂心。
圆高二数学选择性必修第一册)(解析版)
专题6圆目录一、热点题型归纳【题型一】求圆1：圆心在直线上求方程......................................................................................1【题型二】求圆2：外接圆..............................................................................................................2【题型三】求圆3：内切圆..............................................................................................................5【题型四】点与圆的关系...............................................................................................................7【题型五】弦长与弦心距.................................................................................................................9【题型六】到直线距离为定值的圆上点个数............................................................................10【题型七】弦长与弦心距：弦心角...............................................................................................12【题型八】圆过定点.......................................................................................................................13【题型九】两圆位置关系...............................................................................................................15【题型十】两圆公共弦.................................................................................................................17培优第一阶——基础过关练...........................................................................................................18培优第二阶——能力提升练...........................................................................................................21培优第三阶——培优拔尖练.. (24)【题型一】求圆1：圆心在直线上求方程【典例分析】（2022·全国·高二）已知圆M 的圆心在直线40x y +-=上，且点(1,0)A ，(0,1)B 在M 上，则M 的方程为（）A ．22(2)(2)13x y -+-=B ．22(1)(1)1x y -+-=C ．22(2)(2)5x y -+-=D ．22(1)(1)5x y +++=【答案】C【分析】由题设写出AB 的中垂线，求其与40x y +-=的交点即得圆心坐标，再应用两点距离公式求半径，即可得圆的方程.【详解】因为点(1,0)A ，(0,1)B 在M 上，所以圆心在AB 的中垂线0x y -=上．由400x y x y +-=⎧⎨-=⎩，解得22x y =⎧⎨=⎩，即圆心为(2,2)，则半径r =，所以M 的方程为22(2)(2)5x y -+-=．故选：C1.（2022·安徽省亳州市第一中学高二阶段练习）已知圆C 过点(7,2)A -，(4,1)B ，且圆心在x 轴上，则圆C 的方程是（）A ．22(5)8x y -+=B ．22(6)5x y -+=C ．22(5)4x y -+=D ．22(4)13x y -+=【答案】B【分析】根据圆心在x 轴上，设出圆C 的方程，把点(7,2)A -，(4,1)B 的坐标代入圆的方程即可求出答案.【详解】因为圆C 的圆心在x 轴上，所以设圆C 的方程为()222x a y r -+=，因为点(7,2)A -，(4,1)B 在圆C 上，所以()()22227441a r a r ⎧-+=⎪⎨-+=⎪⎩，解得26,5a r ==，所以圆C 的方程是22(6)5x y -+=.故选：B.2.（2021·山西·太原市第六十六中学校高二期中）过点(2,1)M -，且经过圆224440x y x y +--+=与圆2240x y +-=的交点的圆的方程为（）A ．2260x y x y +++-=B ．2280x y x y ++--=C ．2220x y x y +-+-=D ．2240x y x y +---=【答案】A 【分析】根据题意，设所求圆的方程为()222244440x y x y x y λ+--+++-=，再待定系数求解即可．【详解】解：由圆系方程的性质可设所求圆的方程为()222244440x y x y x y λ+--+++-=，因为所求圆过点(2,1)M -，所以()()()222221424142140λ⎡⎤+--⨯-⨯-+++--=⎣⎦，解得：5λ=-所以所求圆的方程为：2260x y x y +++-=故选：A【题型二】求圆2：外接圆【典例分析】（2022·福建漳州·高二期末）在平面几何中，将完全覆盖某平面图形且直径最小的圆，称为该平面图形的最小覆盖圆.如线段的最小覆盖圆就是以该线段为直径的圆，锐角三角形的最小覆盖圆就是该三角形的外接圆.若(2,0)A -，(2,0)B ，(0,4)C ，则ABC 的最小覆盖圆的半径为（）A ．32B ．2C ．52D ．3【答案】C【分析】根据新定义只需求锐角三角形外接圆的方程即可得解.【详解】(2,0)A -，(2,0)B ，(0,4)C ，ABC ∴△为锐角三角形，ABC ∴△的外接圆就是它的最小覆盖圆，设ABC 外接圆方程为220x y Dx Ey F ++++=，则420420,1640D F D F E F -+=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩解得034D E F =⎧⎪=-⎨⎪=-⎩ABC ∴△的最小覆盖圆方程为22340x y y +--=，即22325()24x y +-=，ABC ∴△的最小覆盖圆的半径为52.故选：C1.（2022·全国·高二专题练习）已知△ABC 的顶点坐标分别为A （1，3），B （﹣2，2），C （1，﹣7），则该三角形外接圆的圆心及半径分别为（）A ．（2，﹣2）B ．（1，﹣2）C ．（1，﹣2），5D ．（2，﹣2），5【答案】C【分析】根据题意，设三角形外接圆的圆心为M ，其坐标为（a ，b ），半径为r ，由|MA |＝|MC |和|MA |＝|MB |，求出a 、b 的值，可得圆心坐标，进而可得r 的值，即可得答案.【详解】根据题意，设三角形外接圆的圆心为M ，其坐标为（a ，b ），半径为r ，△ABC 的顶点坐标分别为A （1，3），B （﹣2，2），C （1，﹣7），|MA |＝|MC |，必有b ＝﹣2，|MA |＝|MB |，则有（a ﹣1）2+25＝（a +2）2+16，解可得a ＝1，则r ＝|MA |＝5；即圆心为（1，﹣2），半径r ＝5；故选：C.2.（2021·全国·高二专题练习）已知曲线22020y x x =+-与x 轴交于M ，N 两点，与y 轴交于P 点，则MNP △外接圆的方程为（）A ．22201920200x y x y ++--=B ．22202120200x y x y ++--=C ．22201920200x y x y +++-=D ．22202120200x y x y +++-=【答案】C【分析】设MNP △外接圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=，分别令0,0x y ==，结合韦达定理求得D ,E ,F ,代入即可求得圆的方程.【详解】设MNP △外接圆的方程为220x y Dx Ey F ++++=，点Q 是MNP △的外接圆与y 轴的另一个交点，分别令0,0x y ==，则20y Ey F ++=，20x Dx F ++=．设()()()()1212,0,,0,0,,0,M x N x P y Q y ，则1212x x y y =，又曲线22020y x x =+-与x 轴交于M ，N 两点，则122020x x =-，121x x +=-，12020y =-，1D =，2020F =-，所以21y =，()12(20201)2019E y y =-+=--+=，故MNP △外接圆的方程22201920200x y x y +++-=．故选：C.3.（2022·江苏·高二单元测试）已知圆22:(1)(1)4C x y -+-=，P 为直线:220l x y ++=上的动点，过点P 作圆C 的切线PA ，切点为A ，当PAC △的面积最小时，PAC △的外接圆的方程为（）A ．22115224x y ⎛⎫⎛⎫-+-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭B ．22119224x y ⎛⎫⎛⎫-+-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C ．221524x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭D ．221524x y ⎛⎫-+=⎪⎝⎭【答案】C【分析】先确定PAC △的面积最小时P 点坐标，再由PAC △是直角三角形求出外接圆的圆心和半径，即可求出外接圆方程.【详解】由题可知，PA AC ⊥，半径2AC =，圆心(1,1)C，所以12PAC S PA AC PA =⋅==要使PAC △的面积最小，即PC 最小，PC 的最小值为点(1,1)C 到直线:220l x y ++==P 点运动到PC l ⊥时，PAC S 最小，直线l 的斜率为2-，此时直线PC 的方程为11(x 1)2y -=-，由11(1)2220y x x y ⎧-=-⎪⎨⎪++=⎩，解得10x y =-⎧⎨=⎩，所以(1,0)P -，因为PAC △是直角三角形，所以斜边PC 的中点坐标为10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭，而PC ==PAC △的外接圆圆心为10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭，，所以PAC △的外接圆的方程为221524x y ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭.故选：C.【题型三】求圆3：内切圆【典例分析】（2022·全国·高二单元测试）已知三角形三边所在直线的方程分别为0y =、20x y -+=和40x y +-=，求这个三角形的内切圆圆心和半径．【答案】圆心()3；半径为3.【分析】由三角形所在位置设出其内切圆圆心坐标，利用三角形内切圆性质列方程，求解作答.【详解】依题意，由020y x y =⎧⎨-+=⎩得直线0y =与20x y -+=的交点(2,0)B -，由040y x y =⎧⎨+-=⎩得直线0y =与40x y +-=的交点(4,0)C ，由2040x y x y -+=⎧⎨+-=⎩得直线20x y -+=与40x y +-=的交点(1,3)A ，显然AC AB ⊥，且||||AC AB ==，即ABC 是等腰直角三角形，则直线1x =平分BAC ∠，设ABC 的内切圆圆心为(1,)M b ，03b <<，则b ==3b =，即()3M ，半径3r b ==，所以这个三角形的内切圆圆心和半径分别为圆心()3，3.1.（2022·全国·高二课时练习）若直线34120x y ++=与两坐标轴分别交于A ，B 两点，O 为坐标原点，则AOB ∆的内切圆的标准方程为__________．【答案】22(1)(1)1x y +++=【分析】结合三角形面积计算公式，建立等式，计算半径r ，得到圆方程，即可．【详解】设内切圆的半径为r ，结合面积公式1111342222OA r OB r AB r ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅则1r =因而圆心坐标为()1,1--，圆的方程为()()22111x y +++=2.（2022·重庆南开中学高二阶段练习）平面直角坐标系中，点()A 、()3B -、()C ，动点P 在ABC 的内切圆上，则12PC PA -的最小值为_________.【答案】2-##【分析】求出ABC 的内切圆方程，设点(),P x y ，计算得出2PC PE =，其中点3,02E ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭，数形结合可求得12PC PA -的最小值.【详解】由两点间的距离公式可知6AB BC AC ===，则ABC 是边长为6的等边三角形，设ABC 的内切圆的半径为r ，则216182ABC S r ==⨯△，解得r =，因为点A 、B 关于x 轴对称，所以，ABC 的内切圆圆心在x 轴上，易知直线AB 的方程为x =O 到直线AB 的距离为所以，ABC 的内切圆为圆22:3O x y +=，设点(),P x y ，PC =2PE ===，其中点E ⎫⎪⎪⎝⎭，所以，122PC PA PE PA AE -=-≥-==-，当且仅当点P 为射线AE 与圆O 的交点时，等号成立，故12PC PA -的最小值为故答案为：3.（2016·重庆·一模（理））已知直线1:22l x y a +=+和直线2:221l x y a -=-分别与圆()22(1)16x a y -+-=相交于,A B 和,C D ，则四边形ACBD 的内切圆的面积为________．【答案】8π【分析】由两直线方程，得出两直线垂直且交于点(,1)a ，结合圆的几何性质判断出四边形ACBD 是边长为.【详解】联立22221x y a x y a +=+⎧⎨-=-⎩，解得1x ay =⎧⎨=⎩，即直线1:22l x y a +=+和直线2:221l x y a -=-互相垂直且交于点(,1)a ，而(,1)a 恰好是圆()22(1)16x a y -+-=的圆心，则AB,CD 为圆的两条互相垂直的直径，且8AB CD ==,所以，四边形ACBD是边长为因此其内切圆半径是2π8π⨯=，故答案为:8π.【题型四】点与圆的关系【典例分析】（2021·全国·高二课时练习）如果直线2140(0,0)ax by a b -+=>>和函数1()1(0,1)x f x m m m +=+>≠的图象恒过同一个定点，且该定点始终落在圆22(1)(2)25x a y b -+++-=的内部或圆上，那么ba的取值范围是（）A ．34,43⎡⎫⎪⎢⎣⎭B ．34,43⎛⎤ ⎝⎦C ．34,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．34(,)43【答案】C 【分析】由已知可得()7,0,0a b a b +=>>．再由由点()1,2-在圆22(1)(2)25x a y b -+++-=内部或圆上可得2225a b +≤()0,0a b >>．由此可解得点(),a b 在以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上运动．由ba表示以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上的点与坐标原点连线的斜率可得选项．【详解】函数()11x f x m +=+恒过定点()1,2-．将点()1,2-代入直线2140ax by -+=可得22140a b --+=，即()7,0,0a b a b +=>>．由点()1,2-在圆22(1)(2)25x a y b -+++-=内部或圆上可得()()22112225a b --+++-≤，即2225a b +≤()0,0a b >>．2273254a b a a b b +==⎧⎧⇒⎨⎨+==⎩⎩或43a b =⎧⎨=⎩．所以点(),a b 在以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上运动．ba表示以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上的点与坐标原点连线的斜率．所以min 303404b a -⎛⎫== ⎪-⎝⎭，max 404303b a -⎛⎫== ⎪-⎝⎭．所以3443b a ≤≤．故选：C．1.（2022·安徽·合肥市第八中学高二开学考试）若点()1,2R -在圆C ：22220x y x y a +--+=的外部，则实数a 的取值范围为（）A ．3a <-B ．3a >-C ．32a -<<D ．23a -<<【答案】C【分析】根据点与圆的位置关系建立不等式求解，并注意方程表示圆所满足的条件.【详解】因为点()1,2R -在圆C ：22220x y x y a +--+=的外部，所以14240a ++-+>，解得3a >-，又方程22220x y x y a +--+=表示圆，所以22(2)(2)40a -+-->，解得2a <，故实数a 的取值范围为32a -<<．故选：C2.（2020·河北·高二期中）直线1ax by +=与圆221x y +=有两个公共点，那么点(),a b 与圆22+1x y =的位置关系是（）A ．点在圆外B ．点在圆内C ．点在圆上D ．不能确定【答案】A【解析】直线1ax by +=与圆221x y +=||1<1>，由此可得点与圆的位置关系．【详解】因为直线1ax by +=与圆221x y +=有两个公共点，1<，1>，因为点(,)b a 与221x y +=，圆224x y +=的半径为1，所以点P 在圆外.故选：A.3.（2021·辽宁·沈阳市第一中学高二阶段练习）已知三点(3,2)A ，(5,3)B -，(1,3)C -，以(2,1)P -为圆心作一个圆，使得A ，B ，C 三点中的一个点在圆内，一个点在圆上，一个点在圆外，则这个圆的标准方程为______.【答案】22(2)(1)13x y -++=【分析】计算,,PA PB PC ,根据大小确定半径，即可求出圆的方程.【详解】PA =PB =5PC =，PA PB PC ∴<<，故所求圆以PB 为半径，方程为22(2)(1)13x y -++=.故答案为：22(2)(1)13x y -++=【题型五】弦长与弦心距【典例分析】（2021·江苏·滨海县八滩中学高二期中）已知圆C ：()()223216x y -+-=，直线l ：y x t =+与圆C 交于A ，B 两点，且ABC 的面积为8，则直线l 的方程为()A ．3y x =-或5y x =-B ．3y x =+或5y x =+C ．3y x =+或5y x =-D ．3y x =-或5y x =+【答案】C【分析】由三角形面积定理求出等腰三角形顶角，进而求出其高，再用点到直线距离得解.【详解】由圆C 的方程可得圆心C 的坐标为()3,2，半径为4．∵ABC 的面积为144sin 82ACB ⨯⨯∠=，∴90ACB ∠=︒，∴⊥CB CA ，∴点C 到直线AB的距离为．由点到直线的距离公式可得点C 到直线AB=∴3t =或5t =-，∴l 的方程为3y x =+或5y x =-.故选：C ．1.（2021·江苏·高二期中）已知的OMN 三个顶点为()0,0O ，()6,0M ，()8,4N ，过点()3,5作其外接圆的弦，若最长弦与最短弦分别为AC，BD ，则四边形ABCD 的面积为（）A ．B ．C ．D ．【答案】B【分析】由已知O ，M ，N 三点的坐标可得OMN 外接圆的方程，根据题意可知，过（3，5）的最长弦为直径，最短弦为过（3，5）且垂直于该直径的弦，利用对角线垂直的四边形的面积等于对角线乘积的一半即可求得面积．【详解】设OMN 的外接圆的方程为（x ﹣a ）2+（y ﹣b ）2＝r 2，由O （0，0），M （6，0），N （8，4），得()()()222222222684a b r a b ra b r ⎧+=⎪⎪-+=⎨⎪-+-=⎪⎩，解得345a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩.∴圆的标准方程为（x ﹣3）2+（y ﹣4）2＝52，点（3，5）在圆内部，由题意得最长的弦|AC |＝2×5＝10，点（3，5）到圆心（3，4）的距离为1．根据勾股定理得最短的弦|BD |＝=AC ⊥BD ，四边形ABCD 的面积S ＝12|AC |•|BD |＝2×10×故选：B ．2.（2022·四川成都·高二开学考试（文））直线l 与圆()2224x y -+=相交于A ，B 两点，则弦长AB =l 共有（）．A ．1条B ．2条C ．3条D ．4条【答案】D【分析】先利用题意得到圆心到直线l 的距离，然后分直线过原点和不过原点进行假设直线方程，结合弦长即可得到答案；【详解】解：由()2224x y -+=可得圆心为()2,0，半径为2，所以圆心到直线l 的距离为1d ==，当直线不过原点时，设直线l 的方程为1ya a+=即0x y a +-=，所以圆心到直线l的距离为1d ==，解得2a =此时直线l 为20x y +-=或20x y +-=；当直线过原点时，设直线l 的方程为y kx =即0kx y -=，所以圆心到直线l 的距离为1d ==，解得k =此时直线l 为y=或y x =；综上所述，直线l 共有4条，故选：D ．3.（2022·江西南昌·模拟预测（文））若直线x =-224x y +=相交于,A B 两点，OOA AB ⋅=（）A．B ．4C ．-D ．－4【答案】D【分析】先求出圆心到直线的距离，再利用弦心距，半径和弦的关系可求出AB ，然后利用向量的数量积的定义及几何意义可求得结果.【详解】由题意得圆224x y +=的圆心(0,0)O 到直线x =-d =AB=AB =所以()cos OA AB OA AB OAB π⋅=-∠cos OA AB OAB =-∠242AB =-=-，故选：D【题型六】到直线距离为定值的圆上点个数【典例分析】（2021·天津市西青区杨柳青第一中学高二期中）已知圆()()22:129C x y -+-=上存在四个点到直线:0l x y b -+=的距离等于2，则实数b范围是（）A ．()(,11-∞-⋃++∞B ．(1-+C ．()(,11-∞⋃+∞D ．(1+【答案】D【分析】根据题意可知，圆心到直线的距离小于1，即求.【详解】由()()22:129C x y -+-=知圆心(1,2)C ，半径为3，若圆()()22:129C x y -+-=上存在四个点到直线:0l x y b -+=的距离等于2，则点C 到直线:0l x y b -+=的距离1d <1<，∴11b <<.故选：D.【变式训练】1.（2020·全国·高二课时练习）已知圆22(2)(1)12x y -++=上恰有三个点到直线:0l kx y +=l 的斜率为（）A ．2B ．2-±C 2D ．2±【答案】A【分析】由于圆22(2)(1)12x y -++=上恰有三个点到直线:0l kx y +=而圆的半径为l 的距离等于半径的一半即可，然后利用点到直线的距离公式列方程可求出直线的斜率.【详解】解：由题意，圆心到直线l 的距离等于半径的一半，，解得2k =故选：A.2.（2016·湖北黄石·高二阶段练习）能够使得圆222410x y x y +-++=上恰好有两个点到直线20x y c ++=的距离等于1的一个c 值为A ．2B ．C ．3D ．【答案】C【分析】根据当M 到直线l ：2x +y +c =0的距离d ∈（1，3）时，⊙M 上恰有两个点到直线l 的距离等于1求解.【详解】解：圆的方程可化为：()()22124x y -++=，所以圆心M （1，-2），半径r =2，由题意知：当M 到直线l ：2x +y +c =0的距离d ∈（1，3）时，⊙M 上恰有两个点到直线l 的距离等于1，(1.3)d =，得(c ∈-⋃3<<c 可以是3故选：C3.（2021·山东·日照青山学校高二期末）定义：如果在一圆上恰有四个点到一直线的距离等于1，那么这条直线叫做这个圆的“相关直线”.则下列直线是圆()()22:124C x y ++-=的“相关直线”的为（）A ．1y =B ．34120x y -+=C ．20x y +=D ．125170x y --=【答案】BC【分析】分析可知，圆心C 到“相关直线”的距离d 满足1d <，然后计算出圆心到每个选项中直线的距离，即可得出合适的选项.【详解】由题意可知，圆C 的圆心为()1,2C -，半径为2r =.设圆心C 到“相关直线”的距离为d ，由图可知12d +<，可得1d <.对于A 选项，121d =-=，不合乎题意；对于B 选项，15d =，合乎题意；对于C 选项，0d =，合乎题意；对于D 选项，3d =，不合乎题意.故选：BC.【题型七】弦长与弦心距：弦心角【典例分析】（2022·江苏·高二课时练习）若直线1y kx =+与圆221x y +=相交于A B ，两点，且60AOB ∠=(其中O 为原点)，则k 的值为（）A．BC．D 【答案】A【分析】根据点到直线的距离公式即可求解.【详解】由60AOB ∠=可知，圆心(0,0)到直线1y kx =+23k =⇒=±故选：A 【变式训练】1.（2023·全国·高二专题练习）已知直线l ：10x my ++=与圆O ：2234x y +=相交于不同的两点A ，B ，若∠AOB 为锐角，则m 的取值范围为（）A．⎛⎛-⋃⎝⎭⎝⎭B．⎛⎝⎭C．,∞∞⎛⎛⎫-⋃+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭D．⎛ ⎝⎭【答案】A【分析】以∠AOB 为直角时为临界，此时圆心O 到直线l的距离d ==d <<【详解】因为直线l ：10x my ++=经过定点()1,0-，圆O ：2234x y +=的半径为32，当∠AOB 为直角时，此时圆心O 到直线l的距离d ，解得3m =，则当∠AOB 为锐角时，m <又直线与圆相交于A ，B 两点，则2d =<，即m >，所以m <<m <<A ．【题型八】圆过定点【典例分析】（2022·江苏·高二课时练习）点(),P x y 是直线250x y +-=上任意一点，O 是坐标原点，则以OP 为直径的圆经过定点（）A ．()0,0和()1,1B ．()0,0和()2,2C ．()0,0和()1,2D ．()0,0和()2,1【答案】D【分析】设点(),52P t t -，求出以OP 为直径的圆的方程，并将圆的方程变形，可求得定点坐标.【详解】设点(),52P t t -，则线段OP 的中点为52,22t t M -⎛⎫⎪⎝⎭，圆M 的半径为OM =所以，以OP 为直径为圆的方程为2225252025224t t t t x y --+⎛⎫⎛⎫-+-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即()22250x y tx t y +-+-=，即()()22520x y y t y x +-+-=，由222050y x x y y -=⎧⎨+-=⎩，解得00x y =⎧⎨=⎩或21x y =⎧⎨=⎩，因此，以OP 为直径的圆经过定点坐标为()0,0、()2,1.故选：D.1.（2022·河北沧州·高二期末）已知点A 为直线2100x y +-=上任意一点，O 为坐标原点．则以OA 为直径的圆除过定点()0,0外还过定点（）A ．()10,0B ．()0,10C ．()2,4D ．()4,2【答案】D【分析】设OB 垂直于直线2100x y +-=，可知圆恒过垂足B ；两条直线方程联立可求得B 点坐标.【详解】设OB 垂直于直线2100x y +-=，垂足为B ，则直线OB 方程为：12y x =，由圆的性质可知：以OA 为直径的圆恒过点B ，由210012x y y x +-=⎧⎪⎨=⎪⎩得：42x y =⎧⎨=⎩，∴以OA 为直径的圆恒过定点()4,2.故选：D.2.（2022·宁夏·银川一中高二期末）如果直线2140(0,0)ax by a b -+=>>和函数1()1(0,1)x f x m m m +=+>≠的图象恒过同一个定点，且该定点始终落在圆22(1)(2)25x a y b -+++-=的内部或圆上，那么ba的取值范围是（）A ．34,43⎡⎫⎪⎢⎣⎭B ．34,43⎛⎤ ⎝⎦C ．34,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．34(,)43【答案】C 【分析】由已知可得()7,0,0a b a b +=>>．再由由点()1,2-在圆22(1)(2)25x a y b -+++-=内部或圆上可得2225a b +≤()0,0a b >>．由此可解得点(),a b 在以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上运动．由ba表示以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上的点与坐标原点连线的斜率可得选项．【详解】函数()11x f x m +=+恒过定点()1,2-．将点()1,2-代入直线2140ax by -+=可得22140a b --+=，即()7,0,0a b a b +=>>．由点()1,2-在圆22(1)(2)25x a y b -+++-=内部或圆上可得()()22112225a b --+++-≤，即2225a b +≤()0,0a b >>．2273254a b a a b b +==⎧⎧⇒⎨⎨+==⎩⎩或43a b =⎧⎨=⎩．所以点(),a b 在以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上运动．ba表示以()3,4A 和()4,3B 为端点的线段上的点与坐标原点连线的斜率．所以min 303404b a -⎛⎫== ⎪-⎝⎭，max 404303b a -⎛⎫== ⎪-⎝⎭．所以3443b a ≤≤．故选：C ．3.（2022·全国·高二）若动圆C 过定点A (4,0),且在y 轴上截得的弦MN 的长为8,则动圆圆心C 的轨迹方程是()A ．221412x y -=B ．()2212412x y y -=>C ．28y x=D ．28y x =(0x ≠)【答案】C【分析】设(),C x y 并作CE y ⊥轴于E ，由垂径定理得4ME =，又2222==+CA CM ME EC ，利用两点间的距离公式化简，即可得结果.【详解】设圆心C 的坐标为(),x y ，过C 作CE y ⊥轴，垂足为E ，则4ME =，2222CA CMME EC ∴==+，()222244x y x ∴-+=+，得28y x =.故选：C.【题型九】两圆位置关系【典例分析】（2021·浙江·兰溪市厚仁中学高二期中）已知圆1C ：2216x y +=和圆2C ：()()()222340x y r r -+-=>，则（）A ．2r =时，两圆相交B ．1r =时，两圆内切C ．9r =时，两圆外切D ．10r =时，两圆内含【答案】AD【分析】根据题意得两圆圆心距为125C C =，圆1C 半径4R =，再依次讨论求解即可得答案.【详解】解：由题知圆1C ：2216x y +=的圆心为()0,0，半径4R =；圆2C ：()()()222340x y r r -+-=>的圆心为()3,4，半径r ，所以两圆圆心距为125C C =，故对于A 选项，当2r =，12256R r C C R r =-<=<+=，故两圆相交，正确；对于B 选项，当1r =，125C C R r ==+，故两圆外切，错误；对于C 选项，当9r =，125r R C C -==，故两圆内切，错误；对于D 选项，当10r =，12r R C C ->，故两圆内含，正确.故选：AD 【提分秘籍】基本规律圆与圆位置关系的判定（1）几何法：若两圆的半径分别为1r ，2r ，两圆连心线的长为d ，则两圆的位置关系的判断方法如下：位置关外离外切相交内切内含1.（2020·湖南省邵东市第一中学高二期末）已知圆O 1：(x －a )2＋(y －b )2＝4，O 2：(x －a －1)2＋(y －b －2)2＝1(a ，b ∈R )，则两圆的位置关系是()A ．内含B ．内切C ．相交D ．外切【答案】C【详解】两圆圆心之间的距离为|O 1O 2|，由12＋1＝3，所以两圆相交，答案C2.（2022·全国·高二专题练习）分别求当实数k 为何值时，两圆C1：x 2＋y 2＋4x －6y ＋12＝0，C 2：x2＋y 2－2x －14y ＋k ＝0相交和相切．【答案】答案见解析【分析】根据两圆的位置关系，可得圆心距和半径之间的关系，由两圆半径分别为1和|C 1C 2|＝5，进行比较即可得解.【详解】将两圆的一般方程化为标准方程，C 1：(x ＋2)2＋(y －3)2＝1，C 2：(x －1)2＋(y －7)2＝50－k ，圆C 1的圆心为C 1(－2，3)，半径长r 圆C 2的圆心为C 2(1，7)，半径长r 2(k ＜50)，从而|C 1C 2|5=，当15，即k ＝34时，两圆外切.当1|＝56，即k ＝14时，两圆内切.当1|＜5＜1即14＜k ＜34时，两圆相交，∴当k ＝14或k ＝34时，两圆相切，当14＜k ＜34时，两圆相交.【题型十】两圆公共弦【典例分析】（2022·全国·高二课时练习）已知圆221:20C x y kx y +--=和圆222:220C x y ky +--=相交，则圆1C 和圆2C 的公共弦所在的直线恒过的定点为（）A ．(2，2)B ．(2，1)C ．(1，2)D ．(1，1)【答案】B 【分析】根据题意，联立两个圆的方程可得两圆公共弦所在的直线方程，由此分析可得答案．【详解】根据题意，圆221:20C x y kx y +--=和圆222:220C x y ky +--=相交，则222220220x y kx y x y ky ⎧+--=⎨+--=⎩，则圆1C 和圆2C 的公共弦所在的直线为2220kx ky y -+-=，变形可得(2)2(1)k x y y -=-，则有2010x y y -=⎧⎨-=⎩，则有21x y =⎧⎨=⎩，即两圆公共弦所在的直线恒过的定点为(2,1)，故选：B ．1.（2021·全国·高二专题练习）垂直平分两圆222620x y x y +-++=，224240x y x y --++=的公共弦的直线方程为（）A ．3430x y --=B ．4350x y ++=C ．3490x y ++=D ．4350x y -+=【答案】B【分析】分别求解两个圆的圆心，圆心连线即为所求.【详解】根据题意，圆222620x y x y +-++=，其圆心为M ，则(1,3)M -，圆224240x y x y --++=，其圆心为N ，则(2,1)N -，垂直平分两圆的公共弦的直线为两圆的连心线，则直线MN 的方程为313(1)12y x --+=-+，变形可得4350x y ++=；故选:B.2.（2020·山东泰安·高二期中）圆2260x y x +-=和圆22460x y x y +-+=交于A ，B 两点，则两圆公共弦的弦长AB 为（）A ．5B ．10C ．5D ．10【答案】A【解析】两圆两式相减，得到公共弦所在直线的方程为30x y +=，结合弦长公式，即可求解.【详解】由题意，圆2260x y x +-=和圆22460x y x y +-+=，两式相减，可得30x y +=，即公共弦所在直线的方程为30x y +=，又由圆2260x y x +-=可化为22(3)9x y -+=，可得圆心坐标为(3,0)，半径为3r =，则圆心到直线的距离为d =所以5AB ===，即两圆公共弦的弦长AB 为5.故选：A.3.2022·全国·高二专题练习）圆心都在直线:0l x y a -+=上的两圆相交于两点(0,1)A ，(2,)B b ，则ab =（）A ．1B ．0C ．1-D ．2-【答案】A【分析】由相交两圆的公共点性质求解，即由直线l 是线段AB 的垂直平分线求解．【详解】由题意直线l 是线段AB 的垂直平分线，所以1121102b b a -⎧=-⎪⎪⎨+⎪-+=⎪⎩，解得11a b =-⎧⎨=-⎩，所以1ab =．故选：A ．培优第一阶——基础过关练1.．（2022·浙江省兰溪市第三中学高二开学考试）已知圆C 过点(2,0),(0,4)A B -，圆心在x 轴上，则圆C 的方程为（）A ．22(1)(2)5x y ++-=B ．22(1)9x y -+=C ．22(3)25x y -+=D ．2216x y +=【答案】C【分析】设出圆的标准方程，将已知点的坐标代入，解方程组即可.【详解】设圆的标准方程为222()x a y r -+=，将(2,0),(0,4)A B -坐标代入得:()2222216a r a r ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩,解得2325a r =⎧⎨=⎩，故圆的方程为22(3)25x y -+=，故选：C.2.（2022·全国·高二专题练习）已知((0,3)A B C ，则ABC 外接圆的方程为（）A ．22(1)2x y -+=B ．22(1)4x y -+=C ．22(1)2x y +-=D ．22(1)4x y +-=【答案】D【分析】求得ABC 外接圆的方程即可进行选择.【详解】设ABC 外接圆的方程为()222()x a y b r -+-=则有()()()222222222()0)0(0)3a b r a b r a b r ⎧+-=⎪⎪-+-=⎨⎪-+-=⎪⎩，解之得012a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩则ABC 外接圆的方程为22(1)4x y +-=故选：D3.（2022·全国·高二专题练习）在平面直角坐标系中，已知三点()1,2A -，()3,2B ，21,3C ⎛⎫- ⎪⎝⎭，则ABC 的内切圆的方程为（）A ．()()22164x y -+-=B ．()()22114x y -+-=C ．()()22161x y -+-=D ．()()22111x y -+-=【答案】D【分析】结合题意设出圆心，再利用圆心到直线AC 与到直线AB 的距离相等列出一个等式，即可求出圆心，即可进而求出半径，得到答案.【详解】易知ABC 是等腰三角形，且AC BC =，∴圆心D 在直线1x =上，设圆心()()1,2D b b <，易得直线AC 的方程为4320x y +-=，直线AB 的方程为2y =，则2b -=1b =，则内切圆的半径为211r =-=，∴所求圆的方程为()()111x y -+-=.故选：D.4.（2022·全国·高二课时练习）已知点A （1，2）在圆C ：22220x y mx y ++-+=外，则实数m 的取值范围为（）A ．()()3,22,--+∞B ．()()3,23,--⋃+∞C ．()2,-+∞D ．()3,-+∞【答案】A【分析】由22220x y mx y ++-+=表示圆可得22(2)420m +--⨯>，点A （1，2）在圆C 外可得22122220m ++-⨯+>，求解即可【详解】由题意，22220x y mx y ++-+=表示圆故22(2)420m +--⨯>，即2m >或2m <-点A （1，2）在圆C ：22220x y mx y ++-+=外故22122220m ++-⨯+>，即3m >-故实数m 的取值范围为2m >或32m -<<-即()()3,22,m --∞∈+故选：A5.（2023·全国·高二专题练习）已知直线(0)y kx k =>与圆()()22:214C x y -+-=相交于A ，B两点AB =，则k ＝（）A ．15B ．43C ．12D ．512【答案】B【分析】圆心()2,1C 到直线(0)y kx k =>的距离为d ，则d =而1d =，所以1d =，解方程即可求出答案.【详解】圆()()22:214C x y -+-=的圆心()2,1C ，2r =所以圆心()2,1C 到直线(0)y kx k =>的距离为d ，则d =，而1d =，所以1d =，解得：43k =.故选：B.6.（2021·北京八中高二期末）已知圆C ：()2221x y r ++=（0r >），直线l ：3420x y +-=.若圆C 上恰有三个点到直线的距离为1，则r 的值为（）A ．2B ．3C ．4D ．6【答案】A 【解析】圆C 的圆心为()1,0-到直线l 的距离为1，由圆C 上恰有三个点到直线l 的距离为1，得到圆心为()1,0-到直线l 的距离为2rd =，由此求出r 的值.【详解】圆C 的圆心为()1,0-,则圆心C 到直线l 的距离1d ==.又圆C 上恰有三个点到直线l 的距离为1.所以圆心为()1,0-到直线l 的距离为2r d =,即12rd ==。
新版精选2019高中数学单元测试《立体几何初步》专题测试题(含参考答案)
2019年高中数学单元测试卷立体几何初步学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________一、选择题1． 设γβα,,为两两不重合的平面，n m l ,,为两两不重合的直线，给出下列四个命题：①若γα⊥，γβ⊥，则//αβ； ②若//αβ，α⊂l ，则//l β；③若α⊂m ，α⊂n ，//m β，//n β，则//αβ；④若l αβ=I ，m βγ=I ，n γα=I ，//l γ，则//m n 。
其中命题正确的是 ▲ ．（填序号）2．已知平面α截一球面得圆M ，过圆心M 且与α成060，二面角的平面β截该球面得圆N ，若该球的半径为4，圆M 的面积为4π，则圆N 的面积为(A)7π (B)9π (c)11π (D)13π (2011年高考全国卷理科11)3．已知直线a 与平面β，则在平面β内必存在直线与直线a ------------------------------------------------------------------------（ ）(A)平行 (B)相交 (C)异面 (D)垂直4．空间四边形ABCD 的两条对角线AC 和BD 的长分别为6和4，它们所成的角为60，则这四边形两组对边中点的距离等于----------------------------------------------------------------------（ ）以上都不5．空间三条直线a b c 、、，若,a b b c ∥∥，则由直线a b c 、、确定的平面个数为----（ ）(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 1或 二、填空题6．如图，⊥PA 平面ABCD ，四边形ABCD 是正方形， 2==AD PA ，点E 、F 、G 分别为线段PA 、PD 和CD 的中点.（Ⅰ）求异面直线EG 与BD 所成角的余弦值（Ⅱ）在线段CD 上是否存在一点Q ，使得点A 到平面EFQ 的距离恰为45？若存在，求出线段CQ 的长；若不存在，请说明理由.7．球的表面积与它的内接正方体的表面积之比是_______________8．在棱长为4的正方体1111ABCD A B C D -中，E 、F 分别为棱1AA 、11D C 上的动点，点G 为正方形11B BCC 的中心. 则空间四边形AEFG 在该正方体各个面上的正投影构成的图形中，面积的最大值为 ▲ . 关键字：投影；正方体；求最值9．已知l ，m ，n 是三条不同的直线，γβα,,是三个不同的平面，下列命题： ①若l ∥m ，n ⊥m ，则n ⊥l ； ②若l ∥m ，m ⊂α，则l ∥α；③若l ⊂α，m ⊂β，α∥β，则l ∥m ； ④若α⊥γ，β⊥γ，α∩β=l ，则l ⊥γ其中真命题是 ▲ .（写出所有真命题的序号）。
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高一数学单元测试（圆）班级 成绩本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．共150分，考试时间120分钟．第Ⅰ卷（选择题共60分 ）第Ⅰ卷（60分）一、选择题（60分）1．方程2222210x y ax ay a a +++++-=表示圆，则a 的取值范围是 （ ） ()A 2a <-()B 203a -<<()C 20a -<<()D 223a -<<2.曲线x 2+y 2+22x －22y =0关于（ ） A.直线x =2轴对称B.直线y =－x 轴对称C.点（－2，2）中心对称D.点（－2，0）中心对称3、圆0sin sin 2cos 22222=---+θθθa by ax y x 在x 轴上截得的弦长为 ( ) A. 2a B. 2a C.a 2 D. 4a4、直线3x －4y －5 = 0和(x －1)2 + (y + 3)2 = 4位置关系是 ( )A 相交但不过圆心B 相交且过圆心C 相切D 相离5.自点 1)3()2()4,1(22=-+--y x A 作圆的切线，则切线长为（ ）(A)5 (B) 3 (C)10 (D) 56．已知曲线22220(40)x y Dx Ey F D E F +-+-=++>关于直线0x y +=对称，则（ ）()A 0D E -= ()B 0D E += ()C 0D F += ()D 0D E F ++=7、已知点A(3，－2)，B(－5，4)，以线段AB 为直径的圆的方程为 （ ）A (x + 1)2 + (y －1)2 = 25B (x －1)2 + (y + 1)2 = 100C (x －1)2 + (y + 1)2 = 25D (x + 1)2 + (y －1)2 = 1008.直线y x m =-+与圆221x y +=在第一象限内有两个不同交点，则m 的取值范围是 （ ）()A 0m << ()B 1m <<()C 1m ≤≤()D m <<9如果直线l 将圆x 2+y 2－2x －4y =0平分，且不通过第四象限，那么直线l 的斜率的取值范围是（ ）A.［0，2］B.［0，1］C.［0，21］ D.［0，21） 10．M （x 0，y 0）为圆x 2+y 2=a 2（a>0）内异于圆心的一点，则直线x 0x+y 0y=a 2与该圆的位置关系是（ ）A 、相切B 、相交C 、相离D 、相切或相交11．方程1x -= ）A 一个圆B 两个圆C 半个圆D 两个半圆12.直线3y kx =+与圆()()22324x y -+-=相交于M,N两点，若MN ≥k 的取值范围是A. 304⎡⎤-⎢⎥⎣⎦， B. []304⎡⎤-∞-+∞⎢⎥⎣⎦，，C. ⎡⎢⎣⎦D.203⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，第二卷（90分）二、填空题. （每小题5分，共20分）13.圆012222=+--+y x y x 上的动点Q 到直线0843=++y x 距离的最小值为 .14.集合A {}22(,)4A x y x y =+=，{}222(,)(3)(4)B x y x y r =-+-=，，其中0r >,若A B ⋂中有且只有一个元素，则r 的值为_________________________________。
15．圆222430x y x y +++-=上到直线10x y ++=的点共有 个。
16、已知AC BD 、为圆O :224x y +=的两条相互垂直的弦，垂足为(M ,则四边形ABCD 的面积的最大值为 。
三、解答题（共70分，解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤） 17 过⊙:x 2+y 2=2外一点P(4,2)向圆引切线， （1）求过点P 的圆的切线方程；(2）若切点为P 1,P 2，求过切点P 1,P 2的直线方程。
18、已知定点)0,3(B ，点A 在圆122=+y x 上运动，M 是线段AB 上的一点，且MB AM 31=，问点M 的轨迹是什么？19、已知点),(y x P 在圆1)1(22=-+y x 上运动.（1）求21--x y 的最大值与最小值；（2）求y x +2的最大值与最小值.20.已知圆221:2280C x y x y +++-=与222:210240C x y x y +-+-=相交于,A B 两点，（1）求公共弦AB 所在的直线方程；（2）求圆心在直线y x =-上，且经过,A B 两点的圆的方程； （3）求经过,A B 两点且面积最小的圆的方程。
21、已知圆6)2()1(:22=-++y x C ，直线01:=-+-m y mx l . （1）求证：不论m 取什么实数，直线l 与圆C 恒交于两点；（2）求直线l 被圆C 截得的弦长最小时l 的方程.22、已知圆C ：0622=+-++m y x y x 和直线l ：03=-+y x （见275页）（1）当圆C 与直线l 相切时，求圆C 关于直线l 的对称圆方程；（2）若圆C 与直线l 相交于P 、Q 两点，是否存在m ，使得以PQ 为直径的的圆经过原点O ？高一数学单元测试（圆）答案一、选择题DBBCB AABAC DA二填空题13、3 14、3或7 15、3 16、516、解：设圆心O 到AC BD 、的距离分别为12d d 、,则222123d d OM ==+.四边形ABCD 的面积222212121||||2(4)8()52S AB CD d d d d =⋅=-≤-+=)(4- 三解答题17、解：(1)设过点)2,4(P 的圆的切线方程为)4(2-=-x k y ，整理可得：024=+--k y kx则有21242=++-k k ，所以1=k 或71=k ， 所以过点)2,4(P 的圆的切线方程为02=--y x 或0107=+-y x 。
(2) 有题意可知O 、P 、1P 、2P 四点共圆，且线段OP 为该圆的直径， 所以易得此圆的方程为5)1()2(22=-+-y x ， 则切点1P 、2P 的直线即为两圆的公共弦所在的直线，联立⎩⎨⎧=-+-=+5)1()2(22222y x y x ，即可得所求直线方程为012=-+y x 18、解：设),(),,(11y x A y x M .∵MB AM 31=，∴),3(31),(11y x y y x x --=--， ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=--=-y y y x x x 31)3(3111，∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=y y x x 3413411.∵点A 在圆122=+y x 上运动，∴12121=+y x ，∴1)34()134(22=+-y x ，即169)43(22=+-y x ，∴点M 的轨迹方程是169)43(22=+-y x . 所以点M 的轨迹是以)0,43(为圆心，半径43=r 的圆。
19、解：（1）设k x y =--21，则k 表示点),(y x P 与点（2，1）连线的斜率.当该直线与圆相切时，k 取得最大值与最小值.由1122=+k k ，解得33±=k ，∴21--x y 的最大值为33，最小值为33-.（2）设m y x =+2，则m 表示直线m y x =+2在y 轴上的截距. 当该直线与圆相切时，m 取得最大值与最小值.由151=-m ，解得51±=m ，∴y x +2的最大值为51+，最小值为51-.20、解：（1）联立⎩⎨⎧=-+-+=-+++02410208222222y x y x y x y x 整理可得042=+-y x , 所以，公共弦AB 所在的直线方程为042=+-y x（2）根据题意可设所求直线方程为)1(0)24102(8222222-≠=-+-++-+++λλy x y x y x y x整理可得：01248110212222=++-++++-++λλλλλλy x y x ， 所以所求圆的圆心坐标为)151,11(λλλλ++-+--，又因为圆心在直线y x =-上，代入直线y x =-可得21-=λ，所以所求圆的方程为086622=+-++y x y x（3）根据题意可知过经过,A B 两点且面积最小的圆以线段AB 为直径，中点为圆心的圆，由（2）可知圆心圆心坐标为)151,11(λλλλ++-+--，又圆心在公共弦AB 上，代入公共弦AB 所在的直线方程为042=+-y x 可得31-=λ，所以所求圆的方程为02422=-++y x y x21、解：（1）∵直线)1(1:-=-x m y l 恒过定点)1,1(P ，且65=<=r PC ，∴点P 在圆内，∴直线l 与圆C 恒交于两点.（2）由平面几何性质可知，当过圆内的定点P 的直线l 垂直于PC 时，直线l 被圆C 截得的弦长最小，此时21=-=PCl k k ，∴所求直线l 的方程为)1(21-=-x y 即012=--y x .22、解（1）由题意可知圆C 中，圆心坐标为)3,21(-C ，4223321=-+-==d R 设)3,21(-C 关于直线l 的对称点),(b a M ，则 ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-++--=-⨯+-03232211)1(213b a a b ，即有⎪⎩⎪⎨⎧==270b a ，故所求圆的方程为81)27(22=-+y x （2）假设存在m ，使得以PQ 为直径的的圆经过原点O ，则设),(11y x P 、),(22y x Q ，联立⎩⎨⎧=+-++=-+060322m y x y x y x ，消去y 整理可得0922=-++m x x ，8730)9(81<⇒>--=∴m m △， OQ OP ⋅⇔⊥，092399)(32)3)(3(212121212121=++-=++-=--+=+=⋅m x x x x x x x x y y x x OQ OP∴23-=m ，且符合题意873<m ，所以存在23-=m 。